Более 70 генов связывают с расстройством аутистического спектра (РАС) — это состояние развития, при котором различия в мозге приводят к различным изменениям в поведении, включая проблемы с речью, социальным общением, гиперактивностью и повторяющимися движениями.
Учёные пытаются понять, как эти гены влияют на поведение, изучая их один за другим. Одним из таких генов является Астротактин 2 (ASTN2).
В 2018 году исследователи из Лаборатории нейробиологии развития Рокфеллеровского университета (Rockefeller University) обнаружили, что дефекты белка, вырабатываемого этим геном, нарушают работу цепочек в мозжечке у детей с нарушениями нервно-психического развития.
Теперь та же лаборатория обнаружила, что полное выключение этого гена приводит к нескольким характерным признакам аутизма. Мыши, у которых отсутствовал ASTN2, демонстрировали совершенно отличное поведение от своих собратьев по гнезду дикого типа по четырём ключевым направлениям: они меньше вокализировали и социализировались, но были более гиперактивными и повторяющимися в своём поведении.
«Все эти черты имеют параллели с людьми с РАС», — говорит Михалина Ханзель (Michalina Hanzel), первый автор статьи.
Помимо этого поведения, учёные также обнаружили структурные и физиологические изменения в мозжечке.
Это открытие стало частью растущего массива доказательств того, что мозжечок — старейшая корковая структура мозга — важен не только для контроля движений, но и для языка, познания и социального поведения.
В рамках текущего исследования Ханзель хотел посмотреть, какое влияние может оказать полное отсутствие гена ASTN2 на структуру мозжечка и поведение. В ходе исследования учёные создали нокаутированную мышь, у которой отсутствовал ASTN2, и изучили её мозг и активность.
Нокаутные мыши участвовали в нескольких неинвазивных поведенческих экспериментах, чтобы оценить, как они сравниваются со своими собратьями. У всех нокаутных мышей были совершенно разные характеристики. Например, они меньше вокализировали и социализировались, но были более гиперактивными и повторяющимися в своём поведении.
По словам Ханзеля, подобные проблемы с общением часто встречаются у людей с РАС.
В другом эксперименте исследователи проверили, как мыши ASTN2 взаимодействовали как с знакомыми, так и с незнакомыми мышами. Они предпочитали общаться со знакомой им мышью, а не с незнакомой.
В третьем эксперименте обоим типам мышей была предоставлена свобода действий для исследования открытого пространства. Мыши ASTN2 преодолевали значительно большее расстояние, чем другие мыши, и выполняли повторяющиеся действия. И гиперактивность, и повторяющееся поведение являются хорошо известными признаками РАС.
Учёные также обнаружили уменьшение количества незрелых дендритных шипов и объёма глиальных волокон Бергмана, которые способствуют миграции клеток. Эти изменения, вероятно, изменяют связь между мозжечком и остальным мозгом.
В будущем исследователи планируют изучить клетки мозжечка человека, которые они разрабатывали в течение полудюжины лет из стволовых клеток, а также клетки с мутациями ASTN2, чтобы найти параллельные различия с тем, что они обнаружили у мышей.
Литература:
Michalina Hanzel et al, Mice lacking Astn2 have ASD-like behaviors and altered cerebellar circuit properties, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2405901121
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики АО «СЗМЦ» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей
E-mail для связи – [email protected];
