Нажмите "Enter", чтобы перейти к контенту

Как генетические различия влияют на риск биполярного расстройства?

Свежая информация из недавнего исследования генетики и биологии биполярного расстройства может улучшить диагностику и лечение изнурительного состояния.

структура днк

Новое исследование показывает, как специфические генетические различия влияют на нервные цепи и повышают риск биполярного расстройства в результате.

Так пришли к выводу ученые из Института обучения и памяти им. Пикауэра в Массачусетском технологическом институте (MIT) в Кембридже, которые провели новое исследование.

В предыдущей работе они уже показали, что белок, называемый потенциальным геном пластичности 2 (CPG2), помогает регулировать силу синапсов в мозговых цепях. Синапсы — это соединители, через которые нервные клетки или нейроны передают химические сигналы друг другу.

В более недавнем исследовании исследователи обнаружили, что мозг людей с биполярным расстройством содержит необычно низкий уровень CPG2.

Они также связали специфические варианты в гене для CPG2 с дисфункцией в синапсах. Такие же генетические различия встречаются у людей с биполярным расстройством.

Команда сообщает о результатах в статье, которая теперь публикуется в журнале Molecular Psychiatry.

«Это редкая ситуация, — говорит старший автор исследования Элли Недиви, преподаватель кафедры биологии и мозга и когнитивных наук в Массачусетском технологическом институте», — где люди смогли связать мутации, генетически связанные с повышенным риском расстройство психического здоровья с основной клеточной дисфункцией. «

«При биполярном расстройстве это может быть единственным случаем», добавляет она.

Она и ее коллеги не предполагают, что обнаруженные ими генные варианты действительно вызывают биполярное расстройство.

Однако они предлагают то, что наличие этих конкретных генетических различий может сделать людей более восприимчивыми к биполярному расстройству.

В лабораторных моделях, например, иногда наблюдается дисфункция синапсов с комбинированными, а не единичными вариантами.

Биполярность и роль CPG2 в синапсах

По данным Национального института психического здоровья, около 4,4 процента взрослых в Соединенных Штатах будут иметь биполярное расстройство в какой-то момент своей жизни.

Люди с биполярным расстройством испытывают эпизоды мании и депрессии, которые вызывают экстремальные изменения настроения, уровня активности и энергии.

Эпизоды гораздо тяжелее, чем «взлеты и падения», которые затрагивают большинство людей. Из-за этого очень трудно выполнять повседневные задачи, ладить с людьми, учиться и делать карьеру.

Биполярное расстройство является основной причиной инвалидности и высокой смертности от самоубийств. Наркотики не всегда работают, и не все с биполярным расстройством будут испытывать полное выздоровление между эпизодами.

Prof. Недиви и ее команда уже много лет изучают синапсы.

Они обнаружили, что CPG2 влияет на синаптическую силу, помогая регулировать количество рецепторов для химических сигналов, которые проходят между нейронами.

Низкий CPG2 связан с биполярным расстройством

Ген, в котором содержатся инструкции по изготовлению CPG2, представляет собой белок с ядерной оболочкой, содержащий повтор 1 спектрина (SYNE1).

Узнав, что исследования связывают варианты в SYNE1 с повышенным риском биполярного расстройства, команда решила исследовать основную биологию в свете своих собственных выводов о CPG2.

Исследователи начали с изучения посмертной мозговой ткани из различных банков мозга.

Образцы были получены от людей, которым был поставлен диагноз биполярного расстройства или других психических состояний, которые имеют некоторые из его симптомов, таких как шизофрения или тяжелая депрессия. Они также исследовали образцы от людей, у которых не было ни одного из этих условий.

Исследования показали, что только ткани мозга людей с биполярным расстройством содержат значительно меньше CPG2.

Биполярные образцы не показали более низких уровней других белков, которые, как известно, играют роль в синаптических функциях: только CPG2 был ниже.

«Наши результаты», пишут авторы, «показывают специфическую корреляцию между низким уровнем CPG2 и частотой [биполярного расстройства], которая не характерна для пациентов с шизофренией или тяжелой депрессией».

Поиск ссылок на варианты SYNE1

Затем исследователи использовали инструменты глубокого секвенирования для поиска вариантов SYNE1 в образцах биполярной ткани мозга, которые показали снижение уровня CPG2.

Они сосредоточили свои усилия на областях гена, которые контролируют экспрессию CPG2, и, следовательно, на количестве, которое производят клетки.

В отдельном упражнении они также провели поиск геномных архивов, чтобы выявить варианты в областях, кодирующих CPG2 SYNE1. Различия в этом кодировании могут влиять на структуру и функцию белка.

В экспериментах с культивируемыми нейронами группа исследовала клеточные эффекты обоих типов вариантов: тех, которые находятся в области изменения экспрессии CPG2 в SYNE1, и тех, которые находятся в области кодирования белка.

Эффекты от одиночного и комбинированного вариантов

Результаты показали, что некоторые изменяющие экспрессию варианты генов не влияли на уровень CPG2, в то время как другие существенно его изменяли.

Команда также нашла два примера парных вариантов, которые уменьшали экспрессию CPG2, но не оказывали влияния как отдельные варианты.

Был также ряд результатов в экспериментах с вариантами кодирования белка. Они идентифицировали различия SYNE1, которые изменили структуру или функцию CPG2 особым образом.

Например, один вариант SYNE1 уменьшал способность CPG2 прикрепляться к «шипам», которые содержат возбуждающие синапсы, тогда как другой нарушал циклическую реакцию рецепторов в синапсах.

Полученные данные показывают, как специфические различия SYNE1, возникающие у людей с биполярным расстройством, могут нарушать функцию белка, играющего ключевую роль в связях в мозговых цепях.

В настоящее время необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить, как может развиться биполярное расстройство в результате таких клеточных нарушений.

Prof. Недиви и ее команда планируют изучить влияние некоторых вариантов на поведение животных. Они также хотят более внимательно изучить некоторые из разрушенных клеточных процессов и то, как они могли бы их исправить.

Наряду с этими исследованиями они продолжат исследовать образцы человека, чтобы узнать больше о конкретных вариантах генов и их связи с риском и развитием биполярного расстройства.