Нейробиологи уточнили функции связанного с аутизмом гена

Российские нейробиологи доказали, что стресс на ранних этапах жизни по-разному влияет на мышей с работающим и с выключенным геном CDH13. Разные варианты этого гена связаны с развитием расстройств аутистического спектра, синдрома гиперактивности и дефицита внимания, а также депрессии. Открытие поможет уточнить роль генетических особенностей в развитии психоневрологических расстройств. Результаты исследования опубликованы в журнале Progress in Neuro-Psychopharmacology & Biological Psychiatry.

Ген CDH13 кодирует белок кадгерин 13, участвующий во многих процессах в мозге: от миграции клеток у эмбриона до развития аксонов и генерации синапсов между нейронами у взрослых. Разные варианты этого гена связаны с расстройствами аутистического спектра, синдромом гиперактивности и дефицита внимания, депрессией, ухудшением памяти и другими нарушениями. Но пока неизвестно, потеря или усиление функций кадгерина 13 приводят к таким последствиям.

Чтобы выяснить, как отсутствие кадгерина 13 влияет на развитие организма в условиях ранних стрессов, нейробиологи провели эксперимент с мышами с выключенным геном CDH13. Стрессовым фактором было разлучение с матерью. В первые две недели жизни мышат как с отключенным, так и с работающим геном CDH13 ежедневно оставляли в клетках одних. Матерей забирали ровно на три часа, при этом физические условия в клетке не ухудшались – мышатам обеспечивали комфортную температуру и влажность. Мышат из контрольной группы (в нее также входили животные с разными вариантами гена CDH13) не подвергали никаким стрессовым воздействиям. Когда мыши выросли, и с экспериментальной, и с контрольной группой провели ряд поведенческих тестов для оценки тревожного поведения, исследовательской активности, склонности к страху. Также были проведены детальное исследование одной из структур мозга – гиппокампа.

Результаты тестов показали, что животные с отсутствием кадгерина 13 отличались от мышей из контрольной группы. Обычно умеренное раннее стрессовое воздействие – такое, как кратковременное разлучение с матерью – приводит у мышей к большей устойчивости к стрессам во взрослом возрасте. Поведение мышей с работающим геном CDH13 подтвердило это. Те из них, кого в первые недели жизни разлучали с матерью, быстро привыкали к новым условиям в большинстве тестов и были активнее мышей с таким же генотипом, но без стрессового опыта. А на мышей, организм которых не вырабатывал кадгерин 13, краткосрочные стрессы в раннем возрасте не оказали никакого положительного влияния. Они были более тревожными и реже демонстрировали рискованное поведение в тестах – например, не выходили из светлой зоны в темно-светлой камере и не спешили исследовать незнакомое открытое пространство.

«Наше предыдущее исследование мышей с дефицитом кадгерина 13 показало, что он участвует в развитии серотониновой системы мозга. У таких мышей наблюдается более высокая плотность серотониновых нейронов и повышенная иннервация коры головного мозга. Эти признаки, как считается, связаны с одним из механизмов развития аутизма, – говорит руководитель лаборатории психиатрической нейробиологии Института молекулярной медицины Сеченовского университета профессор Клаус-Петер Леш. – В новой работе мы увидели, что дисфункция кадгерина 13 снижает способность к адаптации под влиянием ранних стрессов. Кроме того, оценка экспрессии генов в мозге мышей подтвердила, что кадгерин 13 обладает нейропротекторным действием и влияет на синаптическую пластичность. Вместе эти результаты подтверждают, что в патофизиологии психоневрологических расстройств играет важную роль взаимодействие многих генов риска с факторами среды. Что касается гена CDH13, мы можем выявить его разные варианты у людей путем генотипирования. Но различия между вариантами не так сильно проявляют себя в фенотипе, чтобы проводить скрининг этого гена с целью диагностики, профилактических мер или терапии».

Исследование проводилось в сотрудничестве с учеными из Университета Вюрцбурга (Германия) и Маастрихтского университета (Нидерланды).