Ученые согласовали три разные теории шизофрении

Новое исследование Университета Дьюка на мышах связывает три предыдущие и до сих пор очевидно не связанные гипотезы о причинах шизофрении, изнурительного психического расстройства, проявляющегося в позднем подростковом возрасте, которое влияет на то, как люди думают, действуют и воспринимают реальность.

Мозг людей, страдающих шизофренией, демонстрирует различные отклонения, в том числе неправильные нейронные связи или дисбаланс определенных химических веществ в мозге. Однако было неясно, могут ли такие наблюдения мозга быть связаны друг с другом или могут описывать разные типы шизофрении.

Опубликованные 4 мая 2015 года в журнале Nature Neuroscience, новые результаты могут в конечном итоге привести к стратегиям лечения, направленным на устранение основных причин шизофрении и связанных с ней расстройств, сказал автор-корреспондент исследования Скотт Содерлинг, доцент кафедры клеточной биологии и нейробиологии в Duke School. медицины.

«Шизофрения сложна на всех уровнях, от генов до мозга и поведения», – сказал Содерлинг, который также является членом Duke Institute for Brain Sciences. У людей с этим заболеванием проявляется широкий спектр симптомов, различающихся по степени тяжести. Полногеномные ассоциативные исследования выявили сотни мутаций, которые могут создавать риск.

В 2013 году группа Содерлинга выбрала один из этих генов-кандидатов, Arp2 / 3, исходя из его важности в контроле образования синапсов – связей между нейронами – и его связи с множественными нейропсихиатрическими расстройствами. Они удалили ген из возбуждающих нейронов в переднем мозге мышей.

К их удивлению, мыши, лишенные Arp2 / 3, показали несколько поведенческих реакций, напоминающих шизофрению. И так же, как и в случае с человеческим заболеванием, состояние мышей со временем ухудшалось. Антипсихотические препараты, являющиеся основой лечения шизофрении, облегчили некоторые симптомы у животных.

В новом исследовании Содерлинг, доктор наук Иль Хван Ким и их команда охарактеризовали три аномалии мозга у мышей Arp2 / 3, которые также проявляются у людей с шизофренией.

Одна из них – «теория обрезки позвоночника», подтвержденная наблюдением, что в лобных областях мозга людей с шизофренией меньше дендритных шипов, щупальца на принимающих концах нейронов, которые обрабатывают сигналы от других клеток.

Группа подтвердила, что эти мыши в силу своей генетической делеции теряют дендритные шипы с возрастом.

Второе наблюдение у людей с шизофренией – это гиперактивные нейроны, которые также находятся в передней части мозга, в области, которая участвует в планировании и принятии решений.

Удивительно, но исследование показало, что мыши, у которых отсутствует Arp2 / 3, также обладают этой функцией. Сначала казалось, что область мозга с меньшим количеством шипов тоже не может быть гиперактивной. Однако с помощью микроскопии высокого разрешения команда обнаружила, что нейроны были перестроены так, чтобы обходить дендритный позвоночник, который действует как электрический фильтр. По словам Содерлинга, отсутствие этого фильтра может сделать клетки сверхактивными.

Третья теория, «гипотеза дофамина», указывает на повышенный уровень химического дофамина в мозге. Подтверждением теории является наблюдение, что антипсихотические препараты, которые блокируют передачу химического вещества дофамина в мозг, уменьшают двигательное возбуждение у людей.

Тот факт, что у мышей, лишенных Arp2 / 3, а также демонстрирующих двигательные аномалии, казалось, выздоравливали после приема антипсихотического препарата галоперидола, свидетельствует о том, что в их мозгу слишком много дофамина. Но новое исследование показало, что перевозбужденные нейроны в передней части их мозга подключаются к нейронам, сбрасывающим дофамин, и стимулируют их.

"Самым захватывающим было то, что все кусочки головоломки сошлись вместе," Содерлинг сказал. "Когда доктор. Наконец, мы с Ким поняли, что эти три внешне не связанных фенотипа (обрезка позвоночника, гиперактивные нейроны и чрезмерное количество дофамина) на самом деле функционально взаимосвязаны друг с другом, что было действительно удивительно и очень захватывающе для нас," Содерлинг сказал.

Чтобы подтвердить связь, группа использовала передовые методы генной инженерии и доставки вирусных генов для включения нейронов в передней части мозга здоровых мышей. Эти животные начали двигаться почти мгновенно, и их мозги переполнились дофамином. Галоперидол изменил их симптомы.

Важно отметить, что галоперидол облегчил аномальные движения, но не восстановил недостающие шипы в мозге мышей Arp2 / 3. Как и у людей с шизофренией, чрезмерная обрезка позвоночника, по-видимому, происходит в более раннем возрасте.

Группа планирует изучить роль Arp2 / 3 в различных частях мозга и роль, которую он играет в других симптомах мыши, таких как дефекты общительности и когнитивные аномалии. Они также планируют изучить потенциальное влияние факторов окружающей среды, таких как стресс, на мозг и симптомы мыши.

"Мы очень рады использовать этот тип подхода, при котором мы можем генетически восстановить функцию Arp2 / 3 в различных областях мозга и нормализовать поведение," Содерлинг сказал. "Мы хотели бы использовать это в качестве основы для отображения нейронных схем и дефектов, которые также управляют этим другим поведением."

Оставьте комментарий