Используя вычислительные инструменты для исследования сетей транскрипции генов тканей головного мозга, ученые из Детской больницы Филадельфии (Children’s Hospital of Philadelphia) определили ген, который действует в качестве главного регулятора шизофрении на раннем этапе развития человеческого мозга. Полученные данные могут заложить основу для будущего лечения очень сложного нервно-психического расстройства. Исследование опубликовано в научном журнале Science Advances.
Актуальность проблемы
Хотя шизофрения поражает примерно 1 из 100 взрослых и является наследственным заболеванием, генетическая составляющая нервно-психического расстройства до конца не изучена.
«Поскольку сотни или даже тысячи генов могут способствовать риску развития шизофрении, очень важно понять, какие из них являются наиболее важными для организации основных сетей при заболевании», — сообщает автор исследования Кай Ван (Kai Wang). «Определение главных регуляторов может помочь нам в достижении приоритетных целей для новых методов лечения в будущем».
Материалы и методы исследования
В ходе исследования были проанализированы два независимых набора данных биологических образцов от пациентов с шизофренией и здоровых респондентов в качестве контрольной группы.
Ученые применили подходы вычислительной системной биологии, чтобы выявить релевантный для заболевания основной путь при шизофрении и найти главный регулятор в этом пути, который затрагивает сотни нижестоящих генов.
Предыдущие исследования по геномной ассоциации (GWAS) показали, что TCF4 является локусом для риска шизофрении, но мало что было известно о функциональных эффектах гена. Ученые исследовали эти эффекты, подавляя или уменьшая экспрессию гена в нервных клетках-предшественниках и глутаматергических нейронах, полученных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток.
Результаты научного исследования
Наблюдения за различными клеточными линиями показали, что при сбое предсказанные регуляторные сети TCF4 были обогащены для генов, демонстрирующих транскриптомные изменения, а также для генов, участвующих в нейрональной активности и отвечающих за риск развития шизофрении.
По словам авторов исследования, хотя некоторые из клеточных эффектов нарушения регуляции TCF4 были ранее продемонстрированы на мышах, результаты нарушения генных сетей TCF4 на моделях стволовых клеток человека могут быть более релевантными для аспектов нейропсихического расстройства, связанных с развитием нервной системы.
Исследование представляет собой один из первых успешных примеров объединения вычислительных подходов и экспериментальных моделей на основе стволовых клеток для распутывания сложных генных сетей при психических заболеваниях.
Авторы другого исследования установили, что шизофрения может увеличить риск развития диабета.
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];
