Ученые из Исследовательского института Скриппса во Флориде доказали, что один из белков играет важнейшую роль в интеллектуальном и поведенческом развитии. Ученые обнаружили, что мутации в единственном гене, который считается причиной умственной отсталости и повышает риск развития расстройств аутистического спектра, серьезно нарушает организацию развивающейся схемы функционирования головного мозга в раннем детстве. Это исследование помогает объяснить, каким образом генетические мутации могут вызывать глубокие когнитивные и поведенческие проблемы.Данное исследование было опубликовано 9 ноября в журнале Cell.
Генетические мутации, которые вызывают нарушения развития, такие как умственная отсталость и расстройства аутистического спектра, обычно влияют на синапсы - соединения между двумя нервными клетками, которые являются частью комплекса электро-химической сигнальной системы мозга. Значительная доля детей с тяжелыми интеллектуальными и поведенческими нарушениями, как полагают, является носителями одной и той же мутации в важных генах, отвечающих за развитие нервной системы. До проведения этого исследования было, однако, неясно, как именно патогенные генетические мутации и функция синапса связаны с неспособностью развития нормотипичного интеллекта.
«В данном исследовании мы сделали что-то, чего раньше не делал никто», говорит Гэвин Рамбо, доцент Исследовательского института Скриппса, который провел это новое исследование. «Используя модель животных, мы наблюдали за мутацией, которая, как известно, вызывает интеллектуальные нарушения, и впервые показали причинную связь между ненормальным созреванием синапсов во время развития мозга и пожизненными когнитивными нарушениями, часто встречающимися у взрослых пациентов с расстройствами нейроразвития».
Потеря баланса.
Исследование было сфокусировано на важнейшем синаптическом белке, известном как SynGAP1. Мутации в гене, который кодирует данный белок, являются причиной нарушений у приблизительно одного миллиона человек во всем мире, согласно опубликованной работе.
«Существует несколько генов, которые не могут быть изменены, не затронув при этом нормальные когнитивные способности», говорит Рамбо. «SynGAP1 является одним из самых важных генов для когнитивной функции – до настоящего момента всякий раз, когда обнаруживалась мутация, нарушающая функцию SynGAP1, мозг индивидуума просто не мог развиваться корректно. Он регулирует развитие синаптических функций так, как никакой
другой из виденных мной генов».
Используя пример животных, которым не хватало всего одной копии SynGAP1 (что наблюдается у некоторых пациентов с умственными нарушениями), ученые обнаружили, что некоторые синапсы развиваются преждевременно в период вскоре после рождения. Это значительно улучшает то, что принято называть «возбудимостью» - частотой возбудимости клеток – в ходе развития гиппокампа, важного для памяти участка мозга. Баланс между возбудимостью и торможением особенно важен на ранних этапах развития, когда формируются нервные связи, которые в конечном итоге приводят к становлению нормальных когнитивных и поведенческих функций.
«Может показаться, что такое ускоренное развитие мозговых схем сделает вас умнее», говорит Рамбо. «Но на самом деле повышенная возбудимость дезорганизует развитие мозга. Нам кажется, что раннее созревание этих возбуждающих синапсов нарушает распределение во времени более поздних этапов развития. Это сеет хаос в данном сложном процессе, препятствуя нормальному интеллектуальному и поведенческому развитию".
Интересно, что вызов таких мутаций после завершения критического периода развития практически не влияет на нормальную функцию синапсов, и коррекция этих патогенных мутаций в зрелом возрасте не приводит к улучшению поведения или когнитивных способностей.
«Ключевым открытием является то, что мы смогли удалить мутацию и восстановить белок SynGAP у взрослых мышей с явными когнитивными и поведенческими проблемами, но это вмешательство не принесло никакой пользы животным», говорит Рамбо.
Данные результаты означают, что очень раннее вмешательство является необыкновенно важным в случаях нарушения развития нервной системы, в частности для когнитивных проблем. Сейчас команда активно пытается определить оптимальный период развития, в котором коррекция этих мутаций является наиболее эффективной.
Рамбо предполагает, что успешное определение таких «окон» для лечения в сочетании с доступной в скором времени возможностью выявлять потенциальные патогенные мутации у ребенка еще в утробе матери обеспечит возможные пути уклонения от этого вида интеллектуальных нарушений и снизит риск развития аутизма. "Мы считаем, что лечение возможно", сказал он. "Вполне вероятно, что существует множество других единичных мутаций, которые вызывают различные формы расстройств этого спектра. Наша стратегия может быть применена и к этим нарушениям".
Источник: http://www.sciencedaily.com/releases/2012/11/121108131607.htm
0 коммент.:
Отправить комментарий
Примечание. Отправлять комментарии могут только участники этого блога.