2024 m. spalio mėn. žurnale paskelbtas tyrimas Molekulinė psichiatrija nustatė, kad smegenų tūrio pokyčiai koreliuoja su socialinio elgesio skirtumais psichikos ligomis, tokiomis kaip autizmo spektro sutrikimas ir šizofrenija.
Tyrimas, kuriam vadovavo Noboru Hiroi, Ph.D., Farmakologijos katedros profesorius Joe R. ir Teresa Lozano Long medicinos mokyklos Teksaso universiteto sveikatos mokslų centre San Antonijuje (UT Health San Antonio), parodė, kad specifinio geno trūkumas buvo susijęs su pelių socialiniais elgesio skirtumais; skirtumai, kurie dažnai būna psichikos sutrikimų atveju.
Genetiniai variantai, susiję su kai kuriomis psichikos ligomis
Kopijų skaičiaus variantai (CNV) yra genetiniai pakitimai, kai chromosomų segmentai nukrypsta nuo įprasto kopijų skaičiaus. Šios genomo variacijos vis labiau pripažįstamos dėl jų įtakos smegenų struktūrai ir jų sąsajos su psichikos sutrikimais. CNV dažnai apima kelis genus, tačiau specifinis šių variantų atskirų genų indėlis į smegenų vystymąsi ir psichikos sąlygas iš esmės neištirtas.
Vienas ryškus pavyzdys yra žmogaus 22 chromosomos 22q11.2 sritis, kurioje yra daugiau nei 30 baltymus koduojančių genų. Tarp jų Tbx1 genas tapo svarbiu kamieninių ląstelių funkcijos reguliatoriumi smegenyse, kaip pabrėžė ankstesni Hiroi ir kolegų tyrimai.
Tbx1 variantai yra stipriai susiję su įvairiais neurologinio vystymosi ir psichikos sutrikimais, įskaitant autizmo spektro sutrikimus, šizofreniją, intelekto negalią ir vystymosi vėlavimą. Suprasti Tbx1 ir kitų genų vaidmenį šiame regione yra būtina norint išsiaiškinti su CNV susijusius smegenų anomalijų ir psichikos padarinių mechanizmus.
„Daktaro Hiroi novatoriški tyrimai Farmakologijos katedroje žymiai pagerino mūsų supratimą apie psichikos sutrikimų, įskaitant autizmo spektro sutrikimą ir šizofreniją, genetinius pagrindus. Jo neseniai atliktas Tbx1 tyrimas ne tik pabrėžia genų ir fenotipų sąveikos sudėtingumą, bet ir parodo, kaip tiksliai tūrinė analizė gali atskleisti elgesio sutrikimų nervines koreliacijas ir atverti kelią galimų terapinių intervencijų“, – sakė Daniel Lodge, Ph.D., profesorius ir Farmakologijos katedros pirmininkas, Joe R. ir Teresa Lozano Long medicinos mokyklos.
Smegenų tūrio skirtumai
Šiam tyrimui mokslininkų grupė sukūrė peles be Tbx1 geno, tada naudojo tūrinę MRT analizę, kad ištirtų šių pelių smegenų tūrio skirtumus, palyginti su laukinio tipo pelėmis. Jie taip pat įvertino socialinį pelių, turinčių Tbx1 deleciją, elgesį, palyginti su nepakitusiomis pelėmis.
Hiroi išsiaiškino, kad pelių, kurioms trūksta Tbx1, tūris sumažėjo migdolinio kūno ir aplinkinių žievės regionų, o ypač mažame, paslaptingame migdolinio kūno subregione, vadinamame migdolinio-piriforminio pereinamojo laikotarpio sritimi. Migdolinis kūnas yra svarbi emocinio elgesio reguliavimo sritis ir, nors ir nėra gerai suprantama, migdolinio-piriforminio pereinamojo laikotarpio sritis yra susijusi su daugeliu smegenų regionų, kurie yra susiję su jutiminių ir emocinių užuominų apdorojimu.
Paveiktas socialinio bendravimo noras
Hiroi paaiškino, kad gyvūnai ir žmonės išmoksta naudoti užuominas ir kontekstą, kad nuspręstų, ar socialinė patirtis yra teigiama. Būdamos socialinėmis būtybėmis, kai pelėms suteikiama galimybė izoliuotis arba burtis su kitomis pelėmis, jos linkusios rinktis socialinį bendravimą.
Šiame tyrime laukinio tipo pelėms ir pelėms, kurioms trūksta Tbx1, buvo suteikta galimybė rinktis iš dviejų aptvarų – vieną su kita pele ir be jo. Nors laukinio tipo pelės visada rinkdavosi aptvarą su kita pele, pelės, kurioms trūksta Tbx1, buvo dviprasmiškos dėl to, ar yra kita pelė, ar ne, ir pasirinko vietą pagal kitus ženklus, pvz., vietą su pageidaujamo tipo patalyne.
„Šis tyrimas rodo, kad Tbx1 trūkumas gali prisidėti prie žmonių gebėjimo įvertinti teigiamas skatinamąsias socialinės patirties vertes”, – sakė Hiroi.
Kas bus toliau?
Hiroi žengia dar vieną žingsnį į priekį, bendradarbiaudamas su UT Health San Antonijaus Ląstelių ir integracinės fiziologijos katedros mokslų daktaru Jasonu Pughu, kad ištirtų konkretaus tipo neuronų jaudrumą Tbx1 migdolinio ir piriforminio pereinamojo laikotarpio srityje. – nepakankamos pelės.
Jie taip pat dirba su modeliais, kurie galėtų inicijuoti ir atkurti Tbx1 heterozigotiškumą (turintys dvi to paties geno versijas) bet kuriame vystymosi etape. Kai baigsis, Hiroi teigė, kad planuoja naudoti šį modelį, kad atrastų kritinį migdolinio kūno susitraukimo vystymosi laikotarpį.
Atrodo, kad migdolų tūrio sumažėjimas atsiranda embrioninėje fazėje, sakė Hiroi, todėl terapinė intervencija gali būti nukreipta į šį tašką. Be to, migdolinio kūno susitraukimo laipsnis gali būti autizmo spektro sutrikimą ar šizofrenija turinčių žmonių socialinės patirties sutrikimo suvokimo biologinis žymeklis.
„Šis tyrimas gali būti katalizatorius, leidžiantis tiesiogiai susieti pagrindinį mokslą su žmogaus smegenų vaizdavimo tyrimais ir pacientų, sergančių neurologinio vystymosi sutrikimais, tyrimais, kurie jau yra pagrindinė „UT Health San Antonio” stiprybė”, – sakė Hiroi.