Авторы нового исследования обнаружили связь между шизофренией и соматическими вариантами числа копий, мутациями, возникающими вследствие наследования. В исследовании были тщательно изучены данные о маркерах генотипа из более чем 20 000 образцов крови, и идентифицированы два гена, NRXN1 и ABCB11, которые коррелируют с шизофренией при нарушении во время развития. Известно, что NRXN1 помогает передавать сигналы по всему мозгу и ранее был связан с шизофренией, но это первый случай вовлечения ненаследственных мутаций. ABCB11, ген, ранее связанный с резистентной к лечению шизофренией, также показал корреляцию, открывая новое понимание генетических механизмов, действующих при шизофрении. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Cell Genomics.
Новизна исследования
Считается, что шизофрения как психическое расстройство, начинающееся во взрослом возрасте, вызывается некоторой комбинацией факторов окружающей среды и генетики, хотя точная причина до сих пор полностью не выяснена. В исследовании ученые обнаружили корреляцию между шизофренией и соматическими вариантами числа копий, типом мутации, которая возникает на ранних этапах развития, но после того, как генетический материал унаследован.
Это исследование является одним из первых, в котором строго описана взаимосвязь между соматическими, а не наследственными, генетическими мутациями и риском развития шизофрении.
«Изначально мы думали о генетике как об изучении наследственности. Но теперь мы знаем, что генетические механизмы выходят далеко за рамки этого», — комментирует автор исследования Крис Уолш (Chris Walsh) из Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute) и руководитель отдела генетики и геномики в Бостонской детской больнице (Boston Children’s Hospital). «Мы изучаем мутации, которые не унаследованы от родителей».
В отличие от наследственных мутаций, которые присутствуют во всех клетках организма, соматические мутации присутствуют только в части клеток в зависимости от того, когда и где произошла мутация. Если мутация возникает на ранней стадии развития, ожидается, что вариант присутствует по всему организму в виде мозаики.
На основе этого принципа исследователи могут идентифицировать соматические мутации, возникшие на ранних стадиях развития и присутствующие не только в головном мозге, но и во фракции клеток крови.
«Если мутация возникает после оплодотворения, когда есть только две клетки, мутация будет присутствовать в половине клеток организма», — комментирует Уолш. «Если это происходит в одной из первых четырех клеток, она будет присутствовать примерно в четверти клеток тела и так далее».
Второй ген, идентифицированный исследователями, ABCB11, как известно, кодирует белок печени.
«Это оказалось для нас неожиданностью», — заявляет автор исследования Эдуардо Мори (Eduardo Maury). «Были некоторые исследования, связывающие мутации в этом гене с резистентной к лечению шизофренией, но это не было сильно связано с шизофренией как таковой».
При дальнейшем исследовании ученые обнаружили, что ABCB11 также экспрессируется в очень специфических подмножествах нейронов, которые переносят дофамин из ствола мозга в кору головного мозга.
Считается, что большинство лекарственных средств, применяемых при лечении шизофрении, действуют на эти клетки, чтобы снизить уровень дофамина у человека, поэтому это может объяснить, почему ген связан с устойчивостью к лечению.
Авторы нового исследования работают над выявлением других приобретенных мутаций, которые могут быть связаны с шизофренией. Учитывая, что в исследовании анализировались образцы крови, будет важно изучить более специфичные для мозга мутации, которые могли быть слишком тонкими или недавними в жизни пациента, чтобы этот анализ мог их обнаружить. Кроме того, соматические делеции или дупликации могут быть недостаточно изученным фактором риска, связанным с другими заболеваниями.
«С помощью этого исследования мы показываем, что можно найти соматические варианты психического расстройства, развивающегося во взрослом возрасте», — заключает Мори. «Это открывает вопросы о том, какие другие расстройства могут регулироваться такими мутациями».
Статья по теме: Синдром Котара и шизофрения