«ПЕРВЫЙ СРЕДИ РАВНЫХ...»
Нормативные документы
Противодействие коррупции
Поступающим
Студентам
Выпускникам
Проект 5-100
Аккредитация специалистов
Генетические предпосылки развития шизофрении 09.09.2009

Генетические предпосылки развития шизофрении

Шизофренией страдает около 1% населения, и, хотя это заболевание имеет наследственную природу, сам по себе механизм передачи признака сложен и малоизучен. Предыдущие попытки идентифицировать ген шизофрении сталкивались со сложностями интерпретации и воспроизводимости результата, получаемого в разных лабораториях. Две недавно опубликованные статьи проливают свет на причины, по которым ген шизофрении оказывался столь неуловимым, и, что более важно, акцентируют внимание на генетической природе заболевания.

Две группы исследователей, одна – под руководством Джона МакКлеллэна (Jon McClellan) из Университета Вашингтона в Сиэтле (University of Washington), другая – во главе с Дэвидом СентКлером (David StClair) из Университета Абердина в Шотландии (University of Aberdeen) и Кэри Стефанссоном (Kari Stefansson) (H. Stefansson, et al., Nature, 455[7210]: 232-7, 2008), показали, что в геноме больных шизофренией часто встречается вариабельность количества копий некоторых генов, а именно крупные делеции (выпадение некоторых генов из генома) и дупликации (многократное копирование одного и того же гена). Группа МакКлеллэна начала свое исследование с того, что сравнивала геномы здоровых людей и пациентов, страдающих шизофренией, тогда как другие ученые вели поиск новых мутаций и выясняли, являются ли эти мутации специфическими для развития шизофрении.

Исследователи из Университета Вашингтона изучили ДНК 418 человек, у 150 из которых была диагностирована шизофрения или сходные психические заболевания. Для этого был применен мощный диагностический метод – анализ генома при помощи ДНК-микрочипов (DNA-microarrays). Было обнаружено 53 редких мутации, о которых ранее в литературе не сообщалось. Конечно, не все они были причастны к изменению функций генов, но те, что были, по-видимому, причиной заболевания, у больных шизофренией обнаруживались в три раза чаще, чем у здоровых лиц из контрольной группы. Варианты, обнаруженные у больных с ранним проявлением заболевания (до 18 лет), встречались у них в четыре раза чаще, чем у здоровых людей. Редкие мутации, не оказывающие эффекта на функциональную активность генов, имели одинаковую частоту распространения как среди больных шизофренией, так и среди здоровых людей.

Ученые предположили, что низкая рождаемость больных тяжелым психическим заболеванием является проявлением постоянно действующего отбора, направленного на элиминацию опасных мутаций. Исследователи проанализировали почти 10 тысяч трио (два родителя и их ребенок) и пар (родитель и ребенок), пытаясь найти геномные аномалии, появляющиеся у детей и не обнаруживающиеся у их родителей. Это позволило отобрать 66 новых геномных нарушения, поиск которых был затем повторен среди 1433 больных шизофренией и 33250 здоровых лиц. Восемь из 66 мутаций были обнаружены у больных шизофренией, а три достоверно ассоциировались с этим заболеванием. Три мутации в 2,5-10 раз чаще обнаруживались у больных, нежели у здоровых лиц.

У больных шизофренией происходило нарушение генетической регуляции развития мозга, включая системы, регулирующие рост аксонов, и системы, связанные со специфическими нейротрансмиттерами. В то же время в контрольной группе поврежденные гены не имели связи ни с какими системами развития нервной системы.

Один из захватывающих аспектов исследований заключается в том, что признаки, ассоциированные с редкими мутациями, не ограничиваются только симптомами, свойственными шизофрении. Например, один из пациентов контрольной группы – носитель делеции – страдал аутизмом, а не шизофренией, а некоторые другие – дислексией.

Результаты данных исследований открывают перспективу новым подходам к изучению психических расстройств на геномном уровне. «Наш проект не доказывает причастности к заболеванию какой-либо определенной крупной мутации или даже определенного гена», – говорят ученые. Однако он разрушает любое упрощенное понимание гена шизофрении или других серьезных психических заболеваний. Геномные нарушения, идентифицированные в обоих исследованиях, вызывают большой интерес, хотя их доля в генетическом риске шизофрении и не столь велика. Помимо них к данному заболеванию должны быть причастны другие факторы.

Оба исследования опосредованно иллюстрируют запас прочности процесса развития мозга. Мутации действительно вызывают заболевания, но многие люди, являясь носителями таких мутаций, не имеют психических расстройств. Очевидно, многое еще предстоит сделать, чтобы разгадать еще одну непростую загадку человеческого мозга.

По материалам:
ScienceWatch

О другой интересной работе, связанной с шизофренией, можно прочитать в пресс-релизе Университета Калифорнии: UCLA Researchers Map How Schizophrenia Engulfs Teen Brains

Исследователи мозга из Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (University of California, UCLA), применив сверхмощный современный метод, впервые воссоздали драматическую картину разрушительного воздействия шизофрении на мозг человека. Результаты исследования, опубликованные в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, показывают, как разрушительная волна поражает ткани мозга больных шизофренией еще в подростковом возрасте.

Полученные результаты могут иметь важное диагностическое значение. Способствуя лучшему пониманию развития психоза, исследователи смогут раньше обнаруживать отклонения от нормы и лечить больных на ранней стадии заболевания. В будущем, когда появятся лекарственные препараты нового поколения для борьбы с разрушением мозга при шизофрении, оценка эффективности их действия может проводиться с использованием техники визуализации.

«Это первая попытка визуализации прогрессирования шизофрении. Ученые поставили перед собой задачу: выяснить, как происходит развитие этого заболевания и сопровождается ли оно какими-нибудь органическими изменениями в мозге. Мы были удивлены, увидев распространяющуюся волну поражения ткани, зарождавшуюся в небольшой зоне мозга. Она двигалась по мозгу подобно лесному пожару, все больше разрушая нервную ткань по мере прогрессии заболевания», – сказал Пол Томпсон (Paul Thompson), доцент нейрологии Медицинской Школы в UCLA и главный автор исследования.

Ученые из UCLA и Национального Института психического здоровья (National Institute of Mental Health) применили технику магнитно-резонансной томографии (МРТ) для многократного сканирования мозга подростков с развивающейся шизофренией. Благодаря этому методу, позволяющему точно обнаруживать изменения в мозге, ученые идентифицировали пораженные участки, затрагивающие на ранней стадии болезни более 10% серого вещества в париетальных областях коры больших полушарий. Пациенты с более обширным поражением мозга имели тяжелые симптомы заболевания: галлюцинации, мании, абсурдные и психотические рассуждения, слышимые голоса, депрессия. Шизофренией страдает около 1% человек в популяции. Причины этого психического заболевания до сих пор неизвестны.

Ниже выборочно приводятся некоторые изображения, полученные в лаборатории нейротомографии UCLA, демонстрирующие воздействие шизофрении на мозг.


Картина повреждения ткани мозга подростков, страдающих шизофренией. Эта карта отображает трехмерный профиль повреждения серого вещества мозга подростков на начальной стадии заболевания с указанием области самого большого повреждения в височном и лобном отделах головного мозга, управляющих памятью, слухом, двигательными функциями и вниманием. Используя новые алгоритмы анализа изображения, ученые обнаружили поразительное уменьшение площади серого вещества. Результаты основывались на базе данных 96 изображений мозга больных шизофренией, полученных посредством многократного МРТ-сканирования. На одновременную выборку анатомических моделей всех пациентов в базе данных ушло 60 часов процессорного времени (CPU hours) при работе в параллели 32 процессоров компьютера SGI RealityMonster.


Рисунок 1
Различия томографической картины мозга здоровых людей и больных шизофренией в зависимости от пола.



Рисунок 2
Усредненная по 15 пациентам томографическая картина мозга здорового мужчины и больного шизофренией



Рисунок 3
Области мозга, затрагиваемые при прогрессии заболевания.


Дополнительные изображения мозга больных шизофренией можно посмотреть на сайте Университета Калифорнии: UCLA


Исходная статья: Cbio