Ген, ранее связанный с расстройством аутистического спектра (РАС) исследователями Юго-Западного медицинского центра UT, по-видимому, играет важную роль в направлении клеток в гиппокампе мозга к их окончательной идентичности, сообщила та же команда в новом исследовании. Результаты, опубликованные в журнале Science Advances , могут в конечном итоге привести к созданию новых методов лечения распространенного расстройства нервного развития.
«Это исследование — одно из немногих, которое обеспечивает механистическое понимание расстройств аутистического спектра », — сказала старший автор Мария Чахрур, доктор философии, доцент кафедры нейробиологии и психиатрии и исследователь Института мозга Питера О’Доннелла-младшего в США. ЮТ Юго-Западный.
По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, примерно у 1 из каждых 36 детей в США диагностирован РАС. Подчеркивая важную роль генетики в развитии РАС, доктор Чахрур отметил, что исследования близнецов предполагают наследственность примерно в 90%. Хотя были идентифицированы сотни генов, связанных с РАС, добавила она, то, как эти гены могут способствовать развитию расстройства, в значительной степени неизвестно.
В 2020 году доктор Чахрур и ее коллеги обнаружили ген, связанный с РАС, под названием KDM5A, показав, что пациенты с мутациями в этом гене обычно страдают РАС, отсутствием речи, умственной отсталостью и другими симптомами. Хотя известно, что KDM5A кодирует регулятор хроматина — белок, который влияет на то, как ДНК упаковывается в клетках и экспрессируются ли другие гены , — механизм, лежащий в основе его роли при РАС, был неизвестен.
Зная, что регуляторы хроматина влияют на идентичность клеток или на то, как клетки развиваются в определенные типы, доктор Чахрур и ее коллеги углубились в ассортимент типов клеток на мышиной модели , в которой этот ген был удален. В частности, они изучили центр обучения и памяти мозга — гиппокамп, структура и функции которого изменяются при РАС.
В гиппокампе есть четыре основных типа клеток — возбуждающие нейроны, тормозные нейроны, глия и эндотелиальные клетки — и эти четыре далее делятся на 24 подтипа. Используя метод, известный как секвенирование одноядерной РНК, исследователи секвенировали более 105 000 ядер, чтобы сравнить популяции типов клеток, присутствующих в гиппокампе у мышей с KDM5A и мышей без гена, или «нокаутов».
Их анализ показал явные различия в четырех подтипах возбуждающих нейронов и двух подтипах тормозных нейронов. У мышей без KDM5A количество некоторых из этих типов клеток увеличивалось, некоторых уменьшалось, а один перешел на другой подтип в своем классе, что позволяет предположить, что KDM5A играет важную роль в определении идентичности клеток во время развития.
Более пристальный взгляд на клетки в гиппокампе животных с нокаутом KDM5A показал, что клетки в этой области кажутся более зрелыми, с аномально большим количеством и более длинными ветвящимися клетками, чем у животных с KDM5A. Многие из затронутых клеток находились в области гиппокампа, известной как CA1, ключевой для хранения социальных воспоминаний или воспоминаний о взаимодействии с другими людьми.
Изменения в типах клеток могут привести к дисбалансу возбуждения и торможения, а дефекты клеточного развития могут повредить цепи гиппокампа и привести к дисфункции гиппокампа, что является причиной некоторых симптомов, связанных с РАС, говорит доктор Чахрур.
Доктор Чахрур, которая также является доцентом Центра роста и развития человека Юджина МакДермотта и Центра генетики защиты хозяина при UTSW, сказала, что эти результаты способствуют жизненно важной миссии ее лаборатории: понять молекулярные механизмы, лежащие в основе РАС и сопутствующие заболевания нервной системы.
Теги: аутизм
