Ученые из Исследовательского института Скриппса (TSRI) определили молекулу в мозге, которая вызывает шизофреническое поведение, изменения мозга и глобальную экспрессию генов на животной модели. Исследование дает ученым новые инструменты для предотвращения или лечения психических расстройств, таких как шизофрения, биполярное расстройство и аутизм.
"Эта новая модель говорит о том, как шизофрения может возникнуть до рождения, и определяет возможные новые мишени для лекарств," сказал Джерольд Чун, профессор и член Центра нейробиологии Дорриса в TSRI, который был старшим автором нового исследования.
Результаты были опубликованы 7 апреля 2014 г. в журнале Translational Psychiatry.
Что вызывает шизофрению?
По данным Всемирной организации здравоохранения, более 21 миллиона человек во всем мире страдают от шизофрении, тяжелого психического расстройства, которое может вызывать бред и галлюцинации и приводить к повышенному риску суицида.
Хотя психические расстройства имеют генетический компонент, известно, что факторы окружающей среды также влияют на риск заболевания. Существует особенно сильная связь между психическими расстройствами и осложнениями во время беременности или родов, такими как дородовое кровотечение, низкий уровень кислорода или недоедание матери во время беременности.
В новом исследовании исследователи изучили один конкретный известный фактор риска: кровотечение в головном мозге, называемое церебральным кровоизлиянием плода, которое может возникать внутриутробно и у недоношенных детей и может быть обнаружено с помощью ультразвука.
В частности, исследователи хотели изучить роль липида под названием лизофосфатидная кислота (LPA), который вырабатывается во время кровотечения. Предыдущие исследования связывали усиление передачи сигналов LPA с изменениями в архитектуре мозга плода и началом гидроцефалии (скопление мозговой жидкости, которое искажает мозг). Оба типа событий также могут увеличить риск психических расстройств.
"LPA может быть общим фактором," сказала Бет Томас, доцент TSRI и соавтор нового исследования.
Модели мышей проявляют симптомы
Чтобы проверить эту теорию, исследовательская группа разработала эксперимент, чтобы увидеть, приводит ли усиление передачи сигналов LPA к симптомам шизофрении на животных моделях.
Хоуп Мирендил, выпускница аспирантуры TSRI и первый автор нового исследования, возглавила усилия по разработке первой в истории модели кровоизлияния в мозг плода на животных. В умной экспериментальной парадигме эмбриональные мыши получали инъекцию нереактивного физиологического раствора, сыворотки крови (которая, естественно, содержит LPA в дополнение к другим молекулам) или чистого LPA.
Через десять недель после рождения мышей проверяли на симптомы шизофрении. Исследователи обнаружили, что самки мышей, которым вводили LPA-содержащую сыворотку или только LPA, проявляли гиперактивность при стимуляции, проявляли беспокойство и имели повышенное количество нейронов, продуцирующих дофамин – все, что характерно для шизофрении и других психических расстройств.
Настоящая лакмусовая бумажка, показывающая, являются ли эти симптомы специфичными для психических расстройств, согласно Мирендилу, была "тест на предымпульсное торможение," который измеряет "испугать" реакция на громкие звуки. Большинство мышей – и людей – вздрагивают, когда слышат громкий шум. Однако, если перед громким звуком воспроизводится более мягкий шум (известный как предымпульс), мыши и люди "загрунтованный" и меньше вздрагивай от второго, более громкого шума. Тем не менее, мыши и люди с симптомами шизофрении так же сильно пугаются громких звуков даже во время предымпульса, возможно, потому, что им не хватает способности фильтровать сенсорную информацию.
Действительно, самки мышей, которым вводили только сыворотку или LPA, испугались независимо от того, был ли перед громким звуковым сигналом был помещен предымпульс.
Затем исследователи проанализировали изменения мозга, выявив шизофренические изменения в экспрессирующих нейротрансмиттеры клетках. Глобальные исследования экспрессии генов показали, что мыши, получавшие LPA, обладали многими сходными молекулярными маркерами, как и у людей с шизофренией. Чтобы дополнительно проверить роль LPA, исследователи использовали молекулу, которая блокирует только передачу сигналов LPA в головном мозге.
Это лечение предотвратило симптомы шизофрении.
Последствия для здоровья человека
Это исследование дает новое понимание, но также и новые вопросы о происхождении психических расстройств, связанных с развитием.
Например, исследователи видели симптомы только у самок мышей. Могут ли шизофрения быть спровоцированы разными факторами у мужчин и женщин??
"Надеюсь, эта животная модель может быть дополнительно исследована, чтобы выявить потенциальные различия в патологических триггерах, которые приводят к симптомам болезни у мужчин и женщин," сказал Томас.