Ученые выяснили, что у людей с шизофренией в белом веществе головного мозга снижается количество липидов, необходимых для построения клеточных оболочек и энергообеспечения нейронов. Кроме того, при этом заболевании изменяется активность более 1000 генов, часть из которых вовлечена в липидный обмен. Это открытие будет полезно при поиске методов ранней диагностики шизофрении, а также разработке новых способов лечения заболевания. Результаты исследования, поддержанного грантами Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Consortium Psychiatricum.
Примерно 24 миллиона человек на Земле страдает шизофренией. Это психическое расстройство сопровождается галлюцинациями, нарушением мышления, поведения и эмоциональных реакций. Точные причины развития заболевания до сих пор не ясны, однако исследования указывают на то, что шизофрения может быть связана с нарушением количества и состава липидов в головном мозге. Эти молекулы входят в состав мембран — оболочек клеток, — а также участвуют в накоплении энергии и передаче сигналов между клетками. Поэтому изменения в липидном обмене могут нарушать целостность клеточных мембран и тем самым приводить к неправильной работе нейронов и когнитивным расстройствам. Однако работ, в которых бы четко прослеживались изменения в обмене липидов в тканях головного мозга, довольно мало. При этом большая часть из них посвященаисследованию коры (зоны, в которой находятся тела нервных клеток), тогда как белое вещество (зона с отростками нейронов) оставалось практически не изученным.
Исследователи из Сколковского института науки и технологий (Москва), Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва) с коллегами из Психиатрической клинической больницы № 1 имени Н.А. Алексеева Департамента здравоохранения города Москвы и Национального медицинского исследовательского центра психиатрии и наркологии имени В.П. Сербского Минздрава России проанализировали, как меняется липидный состав и активность генов в белом веществе мозга при шизофрении.
Авторы изучили 14 образцов мозолистого тела головного мозга — участка белого вещества, в котором нервные волокна между правым и левым полушариями сплетаются и тем самым обеспечивают обмен информацией и сигналами. При этом семь образцов были взяты у здоровых людей, еще семь — у пациентов с шизофренией.
Исследователи проанализировали количество, распределение и состав липидов в ткани мозолистого тела. Для этого ученые использовали высокоэффективную жидкостную хроматографию с масс-спектрометрией — метод, позволяющий выявлять в образцах тканей сразу большое количество соединений в рамках одного анализа.
Оказалось, что у больных шизофренией в мозолистом теле содержится меньше липидов, входящих в состав клеточных мембран и миелиновой («изолирующей») оболочки на отростках нервных клеток, чем у здоровых людей. Также у этой группы был снижен уровень липидов, используемых клетками в качестве источника энергии.
Кроме того, авторы изучили активность 14 254 генов в мозолистом теле здоровых людей и пациентов с шизофренией. В результате ученые выявили 1202 гена, активность которых достоверно различалась между исследуемыми группами. Эти гены исследователи разделили по функциям на четыре класса, один из которых оказался связан с липидным обменом. Таким образом, изменения в активности генов могут быть одной из причин выявленных различий в липидном составе.
«Полученные данные позволяют лучше понять, какие молекулярные изменения происходят в головном мозге при развитии шизофрении. Знать их важно для разработки новых диагностических методов. Например, можно будет по липидному составу крови выявлять биомаркеры, помогающие диагностировать шизофрению на раннем этапе», — рассказывает участник проектов, поддержанных грантами РНФ, Мария Осетрова, научный сотрудник центра Нейробиологии и нейрореабилитации Сколтеха.
***
Больше результатов исследований грантополучателей Российского научного фонда и актуальных новостей из мира науки доступны в социальных сетях РНФ Вконтакте и Телеграм