Новое исследование указывает на потенциальный механизм, лежащий в основе нечувствительности к боли при аутизме. Исследование, проведенное двумя группами из Университета Дьюка и опубликованное 1 декабря в журнале Neuron, является первым, в котором аутизм связывается с одной из наиболее хорошо изученных молекул боли, называемой TRPV1 (подтип V1 ионного канала переходного рецепторного потенциала). который является рецептором основного пряного компонента перца чили.«Не было проведено достаточно исследований механизмов, вызывающих сенсорные проблемы при аутизме, но это важно, потому что сенсорная обработка, вероятно, в некоторой степени влияет на развитие мозга», — сказал соавтор Юн-хуй Цзян, доктор медицины, доктор философии, ассоциированный сотрудник. профессор педиатрии и нейробиологии в Duke.
Цзян сотрудничал с Жу-Ронг Цзи, доктором философии, профессором анестезиологии и нейробиологии и руководителем отдела исследований боли в отделении анестезиологии Медицинской школы Университета Дьюка.В исследовании, опубликованном ранее в этом году, Цзян и другие сотрудники Duke описали мышиную модель аутизма, в которой они удалили известный ген аутизма под названием SHANK3, который мутировал у 1 процента людей с этим расстройством. У этих мышей есть несколько черт аутизма, в том числе социальный дефицит и чрезмерная забота о себе.
В этом исследовании боль не изучалась. Но около 70 процентов людей с аутизмом или связанным с ним расстройством, называемым синдромом Фелана-МакДермида, у которых есть мутации в SHANK3, имеют проблемы с сенсорной обработкой, по словам Цзяна, который лечит детей с аутизмом в Детской больнице Герцога.
Оздоровительный центр.В новом исследовании группа Джи провела на мышах с дефицитом SHANK3 серию сенсорных тестов и обнаружила, что у животных была более низкая чувствительность, чем у обычных мышей, к жаре и связанной с жарой боли — сродни болезненности, которую человек испытывает после солнечного ожога.Оказалось, что белок SHANK3 обычно присутствует не только в головном мозге, но и в кластере чувствительных к боли нейронов, который у мышей называется ганглием дорзального корешка.
Группа также обнаружила SHANK3 в тех же типах клеток от людей-доноров, не страдающих аутизмом.«Это было большим сюрпризом, что SHANK3 экспрессируется в периферической нервной системе, но до этого исследования никто никогда не искал его за пределами мозга», — сказал Джи.Ученые обнаружили, что TRPV1 и SHANK3 на самом деле присутствуют вместе в сенсорных нейронах ганглия задних корешков и взаимодействуют между собой. У мышей, у которых отсутствует SHANK3, TRPV1 никогда не достигает поверхности клетки, где обычно выполняет свою работу.
Отсутствие даже половины нормального уровня SHANK3 резко снижает способность TRPV1 передавать болевые сигналы, предполагая, что SHANK3 является важной молекулой для болевых ощущений.SHANK3 более известен своей ролью в мозге.
Он находится в крошечных щелях, называемых синапсами, где сигналы передаются от одного нейрона к другому. До сих пор считалось, что он присутствует только в принимающем конце синапса, называемом постсинаптическим окончанием, где он действует как каркас для защиты определенных рецепторов, принимающих химические сообщения.
Новое исследование также показывает, что SHANK3 экспрессируется на передающих сторонах синапса, называемых пресинаптическими окончаниями. Затем ученые надеются понять, что там может делать белок.«Это меняет наше понимание того, как эти два компонента (синапса) работают вместе, внося свой вклад в поведение, связанное с аутизмом, и изменяет то, как мы разрабатываем эффективные методы лечения», — сказал Цзян.
Блокаторы TRPV1 уже являются предметом интенсивных исследований и разработок, но эти соединения обладают побочными эффектами. По словам Джи, новое исследование предлагает более конкретный способ блокировать TRPV1 — через его взаимодействие с SHANK3 — во избежание этих побочных эффектов.Цзи и Цзян оба являются членами Duke Institute for Brain Sciences.
В исследовании также участвуют три соавтора: Цинцзянь Хан из группы Цзи, который обнаружил SHANK3 в сенсорных нейронах и дефекты боли у мутантных мышей SHANK3; Йонг Хо Ким, электрофизиолог из группы Цзи, обнаруживший снижение функции TRPV1 у мутантных мышей SHANK3; и Сяомин Ван из лаборатории Цзяна, создавший мутантных мышей SHANK3.