Исследование связывает нарушения в гене нейропилин-2 с аутизмом и эпилепсией

Американские ученые  обнаружили, что нарушения в гене нейропилин-2 могут приводить к поведенческим изменениям, связанным с расстройствами аутистического спектра (РАС) и эпилепсией.

Исследование, проведенное нейробиологом Виджи Сантхакумар из Калифорнийского университета в Риверсайде и сотрудниками Университета Ратгерса в Ньюарке, штат Нью-Джерси, позволяет понять, как этот ген способствует развитию поведенческих изменений, связанных с этими заболеваниями. Результаты работы, опубликованные в журнале Molecular Psychiatry, предлагают вариант новых методов лечения, направленных на облегчение некоторых сложных симптомов этих состояний.

Ген neuropilin2 кодирует рецептор, участвующий в межклеточных взаимодействиях в головном мозге, и играет ключевую роль в регуляции развития нейронных цепей. Neuropilin2 контролирует миграцию тормозных нейронов, а также формирование и поддержание синаптических связей в возбуждающих нейронах — двух важнейших компонентах мозговой активности.

Предыдущие исследования связывали мутации в neuropilin2 с неврологическими расстройствами, такими как аутизм и эпилепсия, но задействованные механизмы оставались в значительной степени неясными. В новом исследовании Сантхакумар и ее команда создали модель мыши с «селективным нокаутом ингибирующих нейронов» для изучения последствий удаления гена neuropilin2.

Специалисты обнаружили, что отсутствие нейропилина-2 ухудшает миграцию тормозных нейронов, нарушая тонкий баланс между возбуждающими и тормозящими сигналами в мозге. «Этот дисбаланс приводит к к аутистическому поведению и повышенному риску судорог, - говорит Сантхакумар, руководитель исследования и профессор молекулярной, клеточной и системной биологии в Калифорнийском университете в Риверсайде, - Результаты нашего исследования показывают, как один и тот же ген может влиять как на возбуждающую, так и на тормозную системы мозга. Мы показываем, что нарушения развития тормозных цепей достаточно, чтобы вызвать одновременное возникновение поведения, связанного с аутизмом, и эпилепсии».

Понимание того, как нейропилин-2 работает в формировании схем мозга, может открыть новые пути для разработки таргетных методов лечения различных особенностей этих расстройств.

Уникальным аспектом исследования является акцент внимания на миграции тормозных нейронов - процессе, в котором нейропилин-2 играет решающую роль. Избирательно удалив neuropilin2 во время ключевого периода развития, исследователи обнаружили нарушения в тормозной регуляции цепи, что привело к дефициту поведенческой гибкости, социальных взаимодействий и повышенному риску судорог.

Ученые предполагают, что воздействие на определенные фазы развития нейронов может предотвратить возникновение этих нарушений на ранней стадии. 

«Выделяя роль формирования тормозящих цепей, мы сможем разработать терапевтические стратегии, которые улучшат результаты лечения людей с аутизмом, особенно тех, кто страдает от судорог», - говорит ученая.

Это исследование является шагом вперед в понимании генетических основ аутизма и эпилепсии. Ученые продолжат изучать механизмы, управляющие развитием и поддержанием мозговых цепей, и эта работа поможет разработать новые методы лечения целого ряда нарушений развития, от аутизма до синдрома дефицита внимания, гиперактивности и шизофрении.

Марина КЫН