Профили экспрессии генов «уравняли» шизофрению и биполярное расстройство
Гены, экспрессия которых изменяется сильнее всего, сгруппированные по категориям
Michael J. Gandal et al / Science 2018
Исследователи проанализировали и сравнили между собой профили экспрессии генов в мозге при пяти распространенных расстройствах психики — аутизме, шизофрении, депрессии, биполярном расстройстве и алкоголизме. Все заболевания, кроме алкоголизма, оказались в разной степени похожи по экспрессионному профилю, что подтверждается наличием общих генетических маркеров. Статья опубликована в Science, там же можно ознакомиться с редакционной заметкой, посвященной исследованию.
Многие психические заболевания имеют значимую наследственную компоненту, причем одни и те же генетические маркеры нередко коррелируют с разными заболеваниями одновременно. Это может означать, что развитие, к примеру, шизофрении, биполярного расстройства и депрессии, проходит по схожему механизму. Тем не менее, какие именно нарушения на молекулярном уровне происходят в мозге при развитии психических заболеваний, до сих пор неизвестно. Не существует и биохимических тестов, позволяющих диагностировать у пациента то или иное заболевание.
Чтобы продвинуться в понимании механизмов возникновения психических заболеваний на молекулярном уровне, исследователи из Университета Калифорнии (Лос-Анджелес, США) сравнили профили экспрессии генов в коре головного мозга 700 человек, при жизни страдающих пятью самыми распространенными психическими заболеваниями. Работа была проведена в сотрудничестве с научными группами CommonMind, PsychENCODE и iPSYCH-BROAD, которые занимаются анализом экспрессии генов в тканях мозга, взятых у пациентов посмертно.
В выборку вошли 50 бывших пациентов с аутизмом, 159 с шизофренией, 94 с биполярным расстройством, 87 с большим депрессивным расстройством и 17 пациентов с алкоголизмом. В качестве контроля были взяты две выборки — 293 «здоровых» образца и 197 образцов, взятых у пациентов с воспалением кишечника — заболеванием, не связанным с нервной системой. Исследователи смотрели, насколько профили экспрессии генов у больных изменяются по сравнению с контролем, и определяли степень корреляции изменений между собой для разных расстройств попарно.
Коэффициент корреляции между профилями экспрессии генов для основных психических расстройств: SCZ — шизофрения, BD — биполярное расстройство, ASD — расстройства аутистического спектра, MDD — большое депрессивное расстройство, AAD — алкоголизм. IBD — воспаление кишечника (контрольное заболевание, не связанное с нервной системой).
Michael J. Gandal et al / Science 2018
Максимально похожи друг на друга оказались профили экспрессии при шизофрении и биполярном расстройстве — заболеваниях, которые мало сходны по проявлению, однако имеют общие генетические маркеры. По словам специалистов, это довольно удивительно, так как по клиническим симптомам биполярное расстройство обычно объединяют в одну группу с депрессией (расстройства настроения). Однако коэффициент корреляции экспрессии для депрессии и биполярного расстройства оказался в три раза ниже, чем для шизофрении и биполярного расстройства. На втором месте по степени корреляции оказалась пара шизофрения-аутизм. Несмотря на то, что близнецовые исследования ранее указывали на наличие общей наследственной компоненты у депрессии и алкоголизма, анализ показал, что по экспрессии генов алкоголизм не коррелирует ни с каким другим заболеванием.
Изменения в экспрессии генов также указали на возможные молекулярные механизмы развития заболеваний. К примеру, для аутизма обнаружили повышенную активность генов, связанных с гиперактивацией микроглии — иммунных клеток центральной нервной системы. Это заставило исследователей предположить, что в развитии заболевания задействовано воспаление. Как сообщает редактор Science, один из авторов исследования организовал небольшое клиническое испытание, чтобы посмотреть, как подавление активности микроглии скажется на состоянии пациентов с аутизмом.
В целом авторы отмечают, что сходство профилей экспрессии генов между различными расстройствами согласуется с наличием общих генетических маркеров для этих состояний, что, во-первых, подтверждает значимый вклад генетики в их развитие, а во-вторых, указывает на общность механизмов развития.
Как показали ученые ранее, в развитие шизофрении, вероятно, вносит вклад один из белков иммунной системы, который также участвует в созревании синапсов — контактов между нейронами. Об истории исследования шизофрении и о том, как изучают ее генетическую природу, можно почитать в наших материалах (1, 2, 3).
Дарья Спасская
