Ген, связанный с аутизмом, также контролирует рост эмбрионального мозга.

Ген, связанный с аутизмом, также контролирует рост эмбрионального мозга
                Изображение, показывающее клетки мозга с более низким уровнем функции Foxp1 (слева) и более высоким уровнем (справа). Апикальная лучевая глия окрашена в зеленый цвет; вторичные предшественники и нейроны красного цвета. Предоставлено: Центр исследований стволовых клеток UCLA/Cell Reports.

Исследование под руководством UCLA раскрывает новую роль гена, связанного с расстройствами аутистического спектра, умственной отсталостью и языковыми нарушениями.
                                                                                       

Ген Foxp1 ранее изучался на предмет его функции в нейронах развивающегося мозга. Но новое исследование показывает, что это также важно для группы стволовых клеток мозга — предшественников зрелых нейронов.

«Это открытие действительно расширяет сферу, в которой мы считаем, что Foxp1 важен», — сказал Беннетт Новитч, член Центра изучения регенеративной медицины и стволовых клеток Eli и Edythe в UCLA и старший автор статьи. «И это дает нам расширенное представление о том, как его мутация влияет на пациентов».

Мутации в Foxp1 были впервые выявлены у пациентов с аутизмом и нарушениями языка более десяти лет назад. Во время эмбрионального развития белок играет широкую роль в управлении активностью многих других генов, связанных с развитием крови, легких, сердца, головного и спинного мозга. Чтобы изучить, как мутации Foxp1 могут вызывать аутизм, исследователи обычно анализировали его роль в нейронах мозга.

«Почти все внимание было уделено экспрессии Foxp1 в нейронах, которые уже сформировались», — сказал Нович, профессор нейробиологии из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, занимающий кафедру Этель Шейбель в области неврологии.

В новом исследовании, опубликованном в Cell Reports, он и его коллеги контролировали уровни Foxp1 в мозге развивающихся эмбрионов мыши. Они обнаружили, что у нормально развивающихся животных ген был активен намного раньше, чем указывали предыдущие исследования — в период, когда нервные стволовые клетки, известные как апикальная лучевая глия, только начинали увеличиваться в количестве и генерировать подмножество клеток мозга, обнаруженных глубоко внутри развивающийся мозг.

Однако, когда мышам не хватало Foxp1, на ранних стадиях развития мозга было меньше апикальной лучевой глии, а также меньше глубоких клеток головного мозга, которые они обычно производят. Когда уровни Foxp1 были выше нормы, исследователи наблюдали более апикальную лучевую глию и избыток тех глубоких клеток мозга, которые появляются на ранних стадиях развития. Кроме того, сохраняющиеся высокие уровни Foxp1 на более поздних стадиях эмбрионального развития привели к необычным паттернам апикальной радиальной глиальной продукции глубоких слоев нейронов даже после рождения мышей.

«Мы увидели, что слишком много и слишком мало Foxp1 влияет на способность нейронных стволовых клеток реплицироваться и образовывать определенные нейроны в определенной последовательности у мышей», — сказал Нович. «И это соответствует структурным и поведенческим нарушениям, которые наблюдались у людей».

Некоторые люди, пояснил он, имеют мутации в гене Foxp1, которые притупляют активность белка Foxp1, в то время как у других есть мутации, которые изменяют структуру белка или делают его гиперактивным.

Команда также нашла интригующие намеки на то, что Foxp1 может быть важен для свойства, характерного для развивающегося человеческого мозга. Исследователи также исследовали ткани мозга человека и обнаружили, что Foxp1 присутствует не только в апикальной лучевой глии, как это было у мышей, но и во второй группе нервных стволовых клеток, называемой базальной лучевой глией.

Базальная лучевая глия богата развивающимся мозгом человека, но отсутствует или редко встречается в мозге многих других животных, включая мышей. Однако, когда команда Новича повысила функцию Foxp1 в мозге мышей, образовались клетки, напоминающие базальную лучевую глию. Ученые выдвинули гипотезу, что базальная лучевая глия также связана с размером коры головного мозга человека: их присутствие в больших количествах в мозге человека может помочь объяснить, почему оно непропорционально больше, чем у других животных.

Нович сказал, что, хотя новое исследование не имеет непосредственных последствий для лечения аутизма или других заболеваний, связанных с мутациями Foxp1, оно помогает исследователям понять основные причины этих нарушений.

В будущих исследованиях Нович и его коллеги планируют изучить, какие гены Foxp1 регулирует в апикальной лучевой глие и базальной лучевой глие, и какую роль играют эти гены в развивающемся мозге./p>

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *