Ученые использовали новый метод визуализации со сверхвысоким разрешением — тот же метод, который был отмечен Нобелевской премией по химии 2014 года — для изучения тканей мозга мышей с биполярным поведением. В синапсах (где происходит коммуникация между клетками мозга) они обнаружили крошечные структуры «нанодоменов» с концентрированными уровнями ANK3 — гена, наиболее тесно связанного с риском биполярного расстройства. ANK3 кодирует белок анкирин-G.«Мы знали, что анкирин-G играет важную роль в биполярном заболевании, но мы не знали, как это сделать», — сказал ученый Северо-западной медицины Питер Пензес, автор статьи. «С помощью этого метода визуализации мы обнаружили ген, сформированный в структурах нанодоменов в синапсах, и мы определили, что эти структуры контролируют или регулируют поведение синапсов».
Пензес — профессор физиологии, психиатрии и поведенческих наук в Медицинской школе Файнберга Северо-Западного университета. Результаты были опубликованы 22 октября в журнале Neuron.Громкие дела, в том числе актриса Кэтрин Зета-Джонс и политик Джесси Джексон-младший, привлекли внимание к биполярному расстройству.
Заболевание вызывает необычные изменения в настроении, энергии, уровне активности и способности выполнять повседневные задачи. Около 3 процентов американцев испытывают симптомы биполярного расстройства, и лекарства от этого нет.Недавние крупномасштабные генетические исследования человека показали, что гены могут способствовать риску заболеваний, наряду со стрессом и другими факторами окружающей среды. Однако неизвестно, как эти гены риска влияют на мозг.
Это первый раз, когда какой-либо ген психиатрического риска был проанализирован на таком детальном уровне разрешения. Как поясняется в статье, Пензес использовал микроскоп Nikon со структурированным освещением и сверхвысоким разрешением для изучения мышиной модели биполярного расстройства. Микроскоп обеспечивает разрешение до 115 нанометров.
Чтобы представить этот размер в перспективе, нанометр составляет одну десятую микрона, а в одном дюйме 25 400 микрон. В мире существует очень мало таких микроскопов.«Есть важная информация о генах и заболеваниях, которые можно увидеть только на этом уровне разрешения», — сказал Пензес. «Мы даем нейробиологическое объяснение функции ведущего гена риска, и это может дать представление о нарушениях при биполярном расстройстве».
Биологическая основа, представленная в этой статье, может быть использована в исследованиях биполярного расстройства на людях в будущем с целью разработки терапевтических подходов для нацеливания на эти гены.