Клеточная модель помогла найти ген анорексии
Денис Стригун, Naked Science
Международная группа ученых создала первую клеточную модель нервной анорексии и пришла к выводу, что заболевание связано с мутацией гена TACR1. Результаты работы опубликованы в журнале Translational Psychiatry (Negraes et al., Modeling anorexia nervosa: transcriptional insights from human iPSC-derived neurons).
Процесс перепрограммирования фибробластов и дифференцировки ИПСК в нейроны (здесь и ниже рисунки из статьи в Translational Psychiatry).
Чтобы обойти эту проблему, ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего и других учреждений создали «клеточную» модель расстройства in vitro. Для этого авторы перепрограммировали кожные фибробласты четырех здоровых женщин и четырех женщин с анорексией в индуцированные плюрипотентные стволовые клетки (ИПСК) с помощью ретровирусных конструкций и дважды клонировали их. Затем иСК помещали в среду нейральной индукции и выращивали в течение семи дней. Полученные нейральные клетки-предшественники (NPC) дифференцировали в нейроны коры больших полушарий с помощью ингибитора Rho-ассоциированной киназы (ROCK) и изъятия основного фактора роста фибробластов (bFGF). Спустя еще четыре недели команда получила 16 «чистых» нейрональных клеточных линий здоровых женщин и пациентов с анорексией.
На втором этапе исследователи проанализировали экспрессию генов и секвенировали РНК образцов. Оба показателя сравнивались между собой, а также с 35 588 аннотациями генов, общими для банков аннотаций ENSEMBL и HGNC. Всего авторы транскрибировали 24 944 гена в нейронах обеих групп, 361 из которых оказался дифференциально экспрессирующимся. Примечательно, что при рассмотрении только генов, связанных с развитием и дифференцировкой нейронов, статистически значимых различий между группами не наблюдалось. Выраженные различия также не выявило иммунохимическое окрашивание – по мнению ученых, это может указывать на отсутствие видимых аномалий в мозге пациентов с нервной анорексией.
Общий уровень экспрессии TACR1, нейропептидов и динамика экспрессии TACR1 в разных областях мозга в группе здоровых женщин (CTL) и пациентов (AN).
Учитывая, что некоторые нейропептиды и нейротрансмиттеры могут регулировать пищевое поведение человека, специалисты также составили профиль этих молекул. Анализ показал, что профиль нейротрансмиттеров (например, рецепторов эстрогена) в экспериментальной и контрольной группах был идентичен. Однако ген TACR1 в нейронах пациентов оказался гиперэкспрессирован, тогда как экспрессия гена TAC1 была снижена у них почти вдвое. Эти гены кодируют рецептор и прекурсор тахикининов – нейропептидов, экспрессирующихся в нервной и иммунной системах, – соответственно. Известно, что изменения уровней тахикининов, в частности мутации TACR1, связаны с различными заболеваниями, например аффективными расстройствами и зависимостями. Авторы новой работы также обнаружили, что пик экспрессии TACR1 в полосатом теле (регулирует пищевое поведение) приходится на пубертатный возраст, с которым часто ассоциируется начало анорексии.
Поскольку многие психические заболевания считаются многофакторными, генетические исследования важны для понимания их этиологии. Ранее российские ученые обнаружили ген, который отвечает за развитие депрессии у европейцев, а их американские коллеги нашли ген, связанный с искажением тактильных ощущений при аутизме.
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
15.03.2017