
Исследователи из Каролинского института раскрыли новые сведения о механизмах, лежащих в основе расстройств аутистического спектра (РАС).
Исследование, недавно опубликованное в Cell Reports , изучает, как изменения в нейротрансмиссии дофамина (ДА) в мозге способствуют поведенческим симптомам аутизма.
Аутизм диагностируется на основе поведения, которое сильно различается у разных людей, часто пересекаясь с другими состояниями, что затрудняет точную диагностику. Исследование сосредоточено на мышиной модели РАС с повышенным уровнем эукариотического фактора инициации 4E (eIF4E), белка, который играет решающую роль в процессе перевода генетической информации в белки.
«Наше исследование показывает, что у мышей с геном риска аутизма eIF4E снижен выброс дофамина — химического посредника (или нейромедиатора), который важен для мотивации, обучения и движения», — говорит Эмануэла Сантини , главный научный сотрудник кафедры нейронауки и одна из авторов статьи.
Используя такие передовые методы, как оптогенетика, которая использует свет для управления определенными участками мозга, исследователи выявили проблему, связанную со снижением активации никотиновых рецепторов ацетилхолином — другим нейромедиатором, важным для принятия решений. Исследование помогает объяснить нейробиологическую основу негибкости поведения — распространенной проблемы при аутизме.
Почему результаты важны?
Понимание того, как при аутизме изменяются мозговые цепи и нейронная связь, имеет решающее значение.
«Наши результаты показывают, что при аутизме повреждаются базальные ганглии — участок мозга, регулирующий адаптивное поведение и двигательные функции, — что приводит к нарушениям в работе дофамина и ацетилхолина», — говорит Эмануэла Сантини.
Эти результаты дают представление о мозговых механизмах, лежащих в основе негибкости поведения при аутизме, что потенциально может помочь в разработке будущих диагностических подходов.
Комплексный подход
Исследователи использовали комплексный подход, сочетающий генетику, поведенческий анализ, синаптическую физиологию и методы визуализации. Они измерили высвобождение дофамина у мышей с мутацией в гене eIF4E, который важен для создания новых белков. Мутации в этом гене были связаны с аутизмом у пациентов.
У этих мышей наблюдается поведение, характерное для аутизма, например, трудности с адаптацией к изменениям, повторяющиеся действия и социальные проблемы, что делает их ценной моделью для изучения аутизма.
«Мы использовали оптогенетику, чтобы понять, почему у мышей с РАС снизилось высвобождение дофамина. Мы активировали дофаминовые или ацетилхолиновые нейроны и обнаружили, что высвобождение дофамина, вызванное ацетилхолиновыми нейронами, снизилось», — объясняет Андерс Боргквист , главный научный сотрудник того же отдела и соавтор исследования.
Затем команда использовала методы визуализации для измерения уровня ацетилхолина и притока кальция. Кальций необходим для высвобождения нейротрансмиттера. У мышей eIF4E связывание ацетилхолина с аксонами дофамина было нарушено, что привело к меньшему притоку кальция. Увеличение кальция восстановило высвобождение дофамина, показав, что проблема заключается в функции никотинового рецептора.
Следующий шаг
«Наши результаты показывают, что поведенческая негибкость при аутизме возникает из-за дефицита связи между дофамином и ацетилхолином в базальных ганглиях. Мы продолжим исследовать, как это влияет на другие части мозга», — говорит Андерс Боргквист.
«Это не только расширяет наше понимание РАС, но и открывает путь для инновационных терапевтических подходов, которые могут значительно улучшить жизнь людей, страдающих этим расстройством», — добавляет Эмануэла Сантини.