Мозг работает, потому что 100 миллиардов его специальных нервных клеток, называемых нейронами, регулируют триллионы соединений, которые переносят и обрабатывают информацию. Поведение каждого нейрона точно определяется правильной функцией многих генов.
В 1999 г. исследователь из Медицинского колледжа Бэйлора (www.bcm.edu) доктор Худа Зогби (https://www.bcm.edu/genetics/index.cfm?pmid=11053) и ее коллеги идентифицировали мутации в одном из этих гены под названием MECP2 как виновники разрушительного неврологического расстройства, называемого синдромом Ретта (https://www.nichd.nih.gov/health/topics/rett_syndrome.cfm). В новом исследовании на мышах, опубликованном в текущем выпуске журнала Nature (www.nature.com), Зогби и ее коллеги демонстрируют, что потеря белка MeCP2 в особой группе тормозящих нервных клеток в головном мозге воспроизводит почти все синдромы Ретта. Особенности.
Дети, в основном девочки, рожденные с синдромом Ретта, сначала кажутся нормальными, но останавливаются или замедляют интеллектуальное и моторное развитие в возрасте от трех месяцев до трех лет, теряют речь, развиваются проблемы с обучением и походкой. Некоторые из их симптомов напоминают симптомы аутизма.
Эти тормозящие нейроны (гамма-аминомасляная кислота [ГАМК] -ергические) составляют лишь 15-20 процентов от общего числа нейронов в головном мозге. Потеря MeCP2 вызывает снижение количества ГАМК, специфического сигнального химического вещества, вырабатываемого этими нейронами, на 30-40%. Эта потеря нарушает то, как эти нейроны общаются с другими нейронами в головном мозге. Эти тормозящие нейроны тормозят систему связи, обеспечивая правильную передачу информации.
«Фактически, недостаток MeCP2 нарушает ГАМКергические нейроны, которые являются ключевыми регуляторами, управляющими передачей информации в головном мозге», - сказал д-р Сяо-Туан Чао (https://www.bcm.edu/labs/zoghbi/Lab_members_info/ chao.html), докторант в лаборатории Зогби и первый автор отчета.
Чао сделал открытие, разработав новый мощный инструмент или модель мыши, которая позволила исследователям удалить MeCP2 только из ГАМКергических нейронов.
«Мы проводили это исследование, думая, что, возможно, все, что мы увидим, это несколько симптомов синдрома Ретта», - сказал Чао. «Поразительно, но мы увидели, что удаление MeCP2 исключительно из ГАМКергических нейронов воспроизводит почти все особенности синдрома Ретта, включая когнитивный дефицит, затрудненное дыхание, компульсивное поведение и повторяющиеся стереотипные движения. Исследование говорит нам, что MeCP2 является ключевым белком для функции эти нейроны.
Как только авторы определили, что ключевая проблема связана с ГАМКергическими нейронами, они попытались выяснить, как недостаток MeCP2 нарушает функцию этих нейронов. Чао обнаружил, что потеря MeCP2 заставляет ГАМКергические нейроны выделять меньше нейромедиатора ГАМК. Это происходит потому, что потеря MeCP2 снижает количество ферментов, необходимых для производства ГАМК.
Интересно, что предыдущие исследования показали, что экспрессия этих ферментов также снижена у некоторых пациентов с аутизмом, шизофренией и биполярным расстройством, сказал Чао.
«Это многое говорит нам о том, что происходит в мозгу людей с синдромом Ретта, аутизмом или даже шизофренией», - сказал Чао. «Ребенок рождается здоровым. Он начинает расти, а затем начинает терять вехи развития. Связь между нейронами нарушена, отчасти из-за уменьшения сигналов от ГАМКергических нейронов».
«Это исследование научило нас, что изменения сигнала от ГАМКергических нейронов достаточно, чтобы вызвать признаки аутизма и других психоневрологических расстройств», - сказал Зогби, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза и директор Неврологического исследовательского института Яна и Дэна Дунканов в Детском Техасе. Больница.