Хотя биполярное расстройство и шизофрения диагностируются как разные психические заболевания, оба они в значительной степени наследуются и имеют молекулярные корни, которые плохо изучены. Некоторые люди с диагнозом одного расстройства имеют симптомы и клинические особенности, общие с другим, что подтверждает идею о том, что эти заболевания находятся в спектре. Исследования генетики человека показали, что соединения между клетками мозга, известные как синапсы, играют ключевую роль в обоих заболеваниях.
Новое исследование позволило глубоко изучить роль синапсов клеток мозга при этих двух заболеваниях и обнаружило молекулярные доказательства того, что эти расстройства могут быть не такими разными, как считалось ранее. Ученые из Центра психиатрических исследований Стэнли при Бродском институте Массачусетского технологического института и Гарвардского университета в сотрудничестве с экспертами платформы протеомики Бродского института измерили тысячи белков, присутствующих в синапсах мозга людей с шизофренией, людей с биполярным расстройством и людей, не страдающих ни тем, ни другим заболеванием.
Их анализ выявил изменения в белках синапсов, которые были удивительно похожи в двух заболеваниях. У мышей с мутировавшим геном, который был связан с обоими заболеваниями, ученые обнаружили, что соответствующие биохимические пути были аналогично изменены. Работа, описанная в журнале Cell Reports, проливает новый свет на то, что происходит на молекулярном уровне при этих заболеваниях, и представляет собой источник данных для дальнейшего изучения их общих корней.
«Многие факты указывают на роль синапса в этих состояниях», — сказал соавтор исследования Борислав Деянович, ученый из Центра Стэнли, который в настоящее время является директором Vigil Neuroscience. «Благодаря усовершенствованным экспериментальным методам и возможностям протеомики, мы имеем возможность изучить эту связь в беспрецедентном масштабе и разрешении».
«Наши результаты подтверждают цель Центра Стэнли — лучше понять патогенные механизмы, лежащие в основе биполярного расстройства и шизофрении», — сказал соавтор и член основного института Брод Морган Шенг, который также является содиректором Центра Стэнли, профессором нейронаук на кафедре мозга и когнитивных наук Массачусетского технологического института и сотрудником Института обучения и памяти Пиковера. «Следующие шаги — изучить эти пути при нормальной работе мозга и исследовать, как они могут нарушаться при психических заболеваниях».
Синаптические сюрпризы
Выделение и очистка синапсов из образцов тканей мозга — задача не из легких, но именно это пришлось сделать команде, чтобы проанализировать белки структуры — ее рабочие части — в больших масштабах. В лаборатории они выполнили трудоемкий протокол, который Шенг и Деянович помогали разрабатывать и совершенствовать на протяжении последних лет.
В текущем исследовании ученые очистили синапсы из посмертной ткани из области мозга, известной как дорсолатеральная префронтальная кора, у 35 человек с диагнозом шизофрения, 35 человек с биполярным расстройством и 35 незатронутых людей. Сотрудники платформы протеомики проанализировали очищенные синапсы с помощью масс-спектрометрии, непредвзято измерив количество тысяч белков и белковых фрагментов.
«Мы смогли сделать эти открытия, потому что можем получить такой глубокий, чувствительный и количественный охват синаптического протеома, благодаря членам нашей команды в платформе протеомики Бродского университета», — говорит Деянович.
В образцах, полученных от людей с каждым расстройством, команда наблюдала изменения в уровнях сотен белков по сравнению с контрольными людьми. Поразительно, но более 200 из этих белков были либо обогащены, либо обеднены одинаково в обоих случаях. Ученые были удивлены тем, насколько сопоставимыми были изменения белков при различных расстройствах.
Далее группа исследователей изучила, связаны ли измененные белки в известные сети или биохимические пути в клетке, с помощью вычислительного анализа под руководством первого автора исследования Самира Арьяла.
«Анализ белковых сетей помогает нам понять, как изменяются кластеры белков в синапсах при заболеваниях, выявляя молекулярные связи, которые нелегко обнаружить, глядя только на уровни отдельных белков», — сказал Арьял, постдокторант в лаборатории Шенга.
Некоторые из повышенных белков были связаны с аутофагией (процессом переработки белков в клетке) и путями, по которым молекулы перемещаются из одной части клетки в другую. Пониженные белки были связаны с синаптическими, митохондриальными и рибосомальными функциями, что говорит о том, что энергетический обмен и производство белков в этих клетках могут быть ограничены.
Ещё на этих выходных про парфюм оптом почитал, думаю это должно заинтересовать достаточно большое количество людей. Заходите не пожалеете.