Используя генетически модифицированную модель мыши, исследователи показали, что мутация в гене Plau, участвующем в миграции новообразованных нервных клеток и удалении избыточных нейронных связей, вызывает изменения в поведении и структуре мозга, характерные для расстройств аутистического спектра.
Животные, несущие мутацию, демонстрировали повышенную тревожность, снижение социального взаимодействия со сверстниками, но превосходили здоровых контрольных животных в решении сложных задач.
Созданная авторами модель аутизма на мышах позволит протестировать новые диагностические и терапевтические подходы и поможет раскрыть молекулярные причины этого состояния.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Исследование было проведено учеными из Московского государственного университета им. Ломоносова, Научно-исследовательского центра психического здоровья и Российского медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Используя геномное редактирование CRISPR/Cas9, ученые ввели мутацию в ген Plau мыши, заменив один нуклеотид в функциональном центре соответствующего фермента. Эта замена увеличила активность белка, полученного из Plau, на 40% по сравнению с нормальным уровнем и значительно изменила поведение мутантных мышей. Животные проводили очень мало времени, взаимодействуя со сверстниками, предпочитая изоляцию, и демонстрировали повышенную тревожность, агрессию и поведенческие стереотипии — повторяющиеся двигательные паттерны. Эти социальные и поведенческие нарушения типичны для нескольких расстройств аутистического спектра.
Однако в стрессовых условиях — при поиске выхода из водного лабиринта — мыши-мутанты справлялись с задачей значительно быстрее и успешнее, чем обычные мыши. Исследователи заявили, что эту особенность трудно однозначно интерпретировать: она может отражать крайнюю тревожность или, наоборот, исключительную способность концентрировать внимание на преодолении опасной для жизни задачи.
Исследователи также сравнили структуру мозга здоровых мышей и мышей, несущих мутацию гена Плау. Анализ показал, что мутация вызывает утолщение соматосенсорной коры — области, отвечающей за обработку зрительной, слуховой и тактильной информации. Аналогичные изменения были описаны у некоторых пациентов с расстройствами аутистического спектра.
«Мы не только выявили еще одну новую генетическую мутацию, которая может приводить к расстройствам аутистического спектра, но и создали удобную модель для изучения этой группы состояний и тестирования новых лекарств для их коррекции и лечения», — сказал Максим Карагюр, руководитель проекта, заведующий лабораторией постгеномных технологий и доцент кафедры биохимии и регенеративной медицины Медицинско-исследовательского и образовательного института Московского государственного университета имени Ломоносова.
Животные, несущие мутацию, демонстрировали повышенную тревожность, снижение социального взаимодействия со сверстниками, но превосходили здоровых контрольных животных в решении сложных задач.
Созданная авторами модель аутизма на мышах позволит протестировать новые диагностические и терапевтические подходы и поможет раскрыть молекулярные причины этого состояния.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Исследование было проведено учеными из Московского государственного университета им. Ломоносова, Научно-исследовательского центра психического здоровья и Российского медицинского университета Министерства здравоохранения Российской Федерации.
Используя геномное редактирование CRISPR/Cas9, ученые ввели мутацию в ген Plau мыши, заменив один нуклеотид в функциональном центре соответствующего фермента. Эта замена увеличила активность белка, полученного из Plau, на 40% по сравнению с нормальным уровнем и значительно изменила поведение мутантных мышей. Животные проводили очень мало времени, взаимодействуя со сверстниками, предпочитая изоляцию, и демонстрировали повышенную тревожность, агрессию и поведенческие стереотипии — повторяющиеся двигательные паттерны. Эти социальные и поведенческие нарушения типичны для нескольких расстройств аутистического спектра.
Однако в стрессовых условиях — при поиске выхода из водного лабиринта — мыши-мутанты справлялись с задачей значительно быстрее и успешнее, чем обычные мыши. Исследователи заявили, что эту особенность трудно однозначно интерпретировать: она может отражать крайнюю тревожность или, наоборот, исключительную способность концентрировать внимание на преодолении опасной для жизни задачи.
Исследователи также сравнили структуру мозга здоровых мышей и мышей, несущих мутацию гена Плау. Анализ показал, что мутация вызывает утолщение соматосенсорной коры — области, отвечающей за обработку зрительной, слуховой и тактильной информации. Аналогичные изменения были описаны у некоторых пациентов с расстройствами аутистического спектра.
«Мы не только выявили еще одну новую генетическую мутацию, которая может приводить к расстройствам аутистического спектра, но и создали удобную модель для изучения этой группы состояний и тестирования новых лекарств для их коррекции и лечения», — сказал Максим Карагюр, руководитель проекта, заведующий лабораторией постгеномных технологий и доцент кафедры биохимии и регенеративной медицины Медицинско-исследовательского и образовательного института Московского государственного университета имени Ломоносова.
«В будущем мы планируем более детально изучить структуру и функции мозга этих мышей, а также определить на клеточном и сигнальном уровнях, чем он отличается от мозга здоровых животных. С нашей точки зрения, перспективным следующим шагом станет оценка возможности фармакологической профилактики и коррекции наследственных форм расстройств аутистического спектра с использованием этой генетической модели».
