Нейронная сеть мозга | «Биомаркер»

Нейронная сеть мозга. Нарушения при аутизме могут могут объясняться неправильным ростом аксонов

Новое исследование нейронной сети мозга показывает, что мутации в гене TSC2, связанном с аутизмом и родственным ему расстройством — комплексом туберозного склероза — заставили развивающиеся нейроны игнорировать химические сигналы, которые помогают им связываться друг с другом Результаты могут помочь объяснить изменения в схемах «проводки» нейронных сетей в мозге людей с такими мутациями.
Предыдущие исследования показывают, что мутации в гене TSC2 нарушают формирование аксонов, нейронных отростков, которые посылают электрические сигналы от одной клетки мозга к другой. Ученые долгое время приписывали повреждения «проводки» проблемам с mTOR, сигнальным путем, который помогает нейронам синтезировать белки и другие вещества, необходимые им для роста и формирования связей. Без TSC2 mTOR выходит из-под контроля.
Команда ученых под руководством Тимоти Гомеса, профессора нейробиологии в Висконсийском Университете (Мэдисон), используя стволовые клетки 18-летнего мужчины с туберозным склерозом и аутизмом, создала глутамергические корковые нейроны, которые выступают медиаторами передачи сигналов возбуждения в мозге. Клетки были носителями мутации гена TSC2, которая приводит к низким уровням белка TSC2, но никаких изменений в активности mTOR относительно нейронов контрольной группы не произошло.
Исследователи поместили эти нейроны между параллельными линиями из эфрина-А, химического вещества, которое предотвращает отклонение от правильного направления и неправильное соединение мигрирующих аксонов в развивающемся мозге.
Аксоны клеток, у которых отсутствует одна копия гена TSC2, игнорировали границы эфрина-А, разветвляясь и разрастаясь бесконтрольно. Эти аксоны также протянулись дальше, чем аксоны нейронов контрольной группы, которые росли прямо.
Исследование 2010 года показало, что развивающиеся аксоны нейронов без одной копии TSC2 реагируют обычным образом на эфрин-А, если вначале подверглись высоким дозам лизофосфатидной кислоты, активатора RhoA. Команда Гомеса повторила этот эксперимент со своими собственными нейронами TSC2. Результаты указывают на то, что TSC2 опосредует рост аксонов через RhoA.
Он и его коллеги также запрограммировали некоторые нейроны TSC2 на производство большего количества белка RhoA, и развивающиеся аксоны росли, как ожидалось, подтверждая роль RhoA в миграции клеток. Дефекты сигнального пути RhoA причастны ко многим расстройствам, родственным аутизму.
Разные гены могут регулировать активность цитоскелета и RhoA различными способами. Потеря TSC в одном типе нейронных сетей имеет эффект, совершенно отличный от потери его же в другом типе.
Например, согласно исследованию, проведенному командой ученых под руководством Мустафы Сахина, директора Центра трансляционной биологии в детской больнице Бостона, делеция 16p11.2 в нейронах, высвобождающих нейромедиатор дофамин, приводит к повышению активности RhoA — противоположное тому, что обнаружила команда Гомеса.
Гомес и его коллеги изучали динамику роста и направление движения аксонов, а не только нейроны. Остальные исследователи должны сделать то же самое, так как рост аксонов и его роль в формировании нейронных связей в процессе развития были недостаточно изучены в теме аутизма. Группа ученых под руководством Гомеса намерена изучить биохимические сигналы, напрямую связывающие TSC2 с RhoA.
RHOA signaling defects result in impaired axon guidance in iPSC-derived neurons from patients with tuberous sclerosis complex. Nat Commun 12, 2589 (2021). doi.org/10.1038/s41467-021-22770-4
Spectrum News. Disrupted cell skeletons may explain brain wiring changes in autism-linked condition.

Задайте свой вопрос 
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запишитесь на skype-
консультацию

Наши специалисты готовы ответить на вопросы онлайн. Гарантия полной конфиденциальности.

Задайте свой вопрос
нашему специалисту

Наши специалисты готовы ответить на вопросы. Гарантия полной анонимности.

Запросить обратный
звонок

Для уточнения деталей по вопросам сдачи анализов звоните +7 (985) 833-85-25 или оставьте номер ниже и мы наберем вас

ok
Спасибо!

Наши специалисты в ближайшее время
рассмотрят Вашу заявку и свяжутся для
уточнения деталей.