Alexander Vitkovski (alev_biz) wrote,
Alexander Vitkovski
alev_biz

Category:

Как ошибка в клеточных сигналах может привести к возникновению аутизма

Исследование группы учёных Школы медицины Университета Северной Каролины показывает, что удаление специфического белка в клетках-предшественниках приводит к нарушению развития мозга.

Как ошибка в клеточных сигналах может привести к возникновению аутизма
Слева — нормальная организация мозга у контрольных мышей. Справа — мозг мыши с выключенным геном APC

Исследователи предполагают, что нарушение передачи клеточных сигналов может спровоцировать развитие аутизма, так как некоторые гены, ассоциированные с аутизмом экспрессируются уже в клетках-предшественниках нейронов. Исследование опубликовано в Genes & Development.



По мере развития мозга эмбриона происходит крайне сложный каскад клеточных событий, начиная с клеток-предшественников нейронов – стволовых клеток, которые впоследствии преобразуются исключительно в нейроны, благодаря чему формируется кора головного мозга. Если этот каскад «неисправен», если хоть один белок в нём не выполняет свою работу, тогда мозг может развиться неправильно.

Белок Wnt участвует в сигнальном каскаде, который связан с генами, отвечающими за аутизм. В основе главного пути Wnt-сигнализации лежит стабилизация цитоплазматического белка β-катенина. Белок APC (так называемый белок аденоматозного полипоза толстой кишки) играет очень важную роль в процессе контроля клеточного деления.

Как ошибка в клеточных сигналах может привести к возникновению аутизма
Структура белка APC

Учёные Школы медицины UNC под руководством Эвы Энтона, PhD, доктора клеточной биологии и физиологии, показали, как удаление белка APC в клетках-предшественниках приводит к сбоям в каноническом пути Wnt и к обширным нарушениям развития мозга.

«Мутации в гене АРС человека нарушают способность клеток-предшественников адекватно реагировать на связанные с внешней средой сигналы, необходимые для их [клеток] деления, а также производить нейроны в ходе развития мозга и перемещаться в нужное место», – говорит Энтон.

В развивающемся мозге эмбриона Wnt запускает так называемый комплекс деградации внутри цитоплазмы клетки-предшественника. Этот комплекс разрушает белок β-катенин, тем самым ограничивая способность β-катенина проникать в ядро. Пока клетки-предшественники нейронов делятся, контроль доступа β-катенина к ядру играет важную роль в экспрессии генов и в итоге влияет на то, как создаются нейроны и как они направляются в нужные места в разных частях мозга.

В экспериментах под руководством Наоки Накагавы, постдока в лаборатории Энтона, учёные UNC исследовали, что произойдёт, если они изменят комплекс деградации. Одним из белков в этом комплексе является APC. Когда Накагава удалял APC, β-катенин становился неконтролируемым, вызывая нерегулируемые паттерны экспрессии генов в клетках-предшественниках.

«Если это происходит, все разваливается, – сказал Энтон. – мозг не формируется должным образом. Если белковый комплекс не уничтожает β-катенин, то Wnt аномально активирует гены у прогениторов, заставляя их вести себя неправильно».

Когда Накагава понижал титр β-катенина у мышей, которым не хватало APC, мыши развивались нормально. В другом эксперименте группы Энтона при гиперактивации β-катенина независимо от APC мозг развивался неправильно.

«Это показало нам, что проблемы действительно вызывало дерегулирование β-катенина, – говорит Энтон. – И именно APC в этом белковом комплексе является ключом к правильному регулированию».

Далее команда Энтона планирует сосредоточиться на генах, которые могут вызывать аутизм. Некоторые из этих генов экспрессируются в прогениторах. Если эксперименты на мышах пройдут успешно и покажут, что передача сигналов Wnt у клеток-предшественников включает гены аутизма, тогда учёные начнут работу с клетками-предшественниками человека, чтобы исследовать, действительно ли эти клетки поражены у пациентов с аутизмом.

«Мы хотим посмотреть, не приведёт ли дерегуляция сигналов Wnt к изменениям экспрессии и функционирования синдромных генов аутизма у человеческих прогениторов, – сказал Энтон. – Хотя дефекты прогениторов нельзя лечить в зрелых нейронах головного мозга, с такими исследованиями мы могли бы, по крайней мере, определить, что изменилось и как помочь людям, у которых аутизм развивается из-за минимальных, но критически важных изменений мозга в пренатальный период».

Текст: Полина Гершберг





Ссылка на источник

Tags: аутизм, генетика, гены, исследования, нейробиология, нейроновости
Subscribe

Posts from This Journal “нейроновости” Tag

Buy for 30 tokens
Вы помните сколько стоил бензин 10 лет тому назад? Вспоминайте. Нам так часто по телевизору рассказывают, что бензин дорожает, что мы уже сами в это поверили. Так вот, можете не гуглить – Я всё уже всё уже нашел для вас: за десять лет цена на бензин поднялась в два с лишним раза.…
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments