Учёные из Калифорнийского Университета раскрыли источник тактильной гиперчувствительности – неврологического симптома больных аутизмом. В эксперименте на мышах с синдромом ломкой Х-хромосомы (синдромом Мартина-Белл) авторы пронаблюдали точно такое же явление, а затем выяснили, что его причина – неспособность нейронов соматосенсорной коры приспосабливаться к повторяющимся стимулам. С экспериментом можно ознакомиться на страницах Journal of Neuroscience.
Мальчик с синдромом ломкой Х-хромосомы
В развитии аутистического спектра расстройств одну из ключевых ролей играют гены. На формирование болезни могут влиять и другие причины, но именно мутации в геноме в половине случаев играют роль стимулирующих факторов. Чаще изменения происходят в различных участках, но иногда и в одном – например, как при синдроме ломкой Х-хромосомы.
При такой аутизм-ассоциированной патологии, возникающей только в двух процентах случаев, нарушается экспрессия гена FMR1. Это происходит из-за накопления тринуклеотидных повторов в локусе гена, что не даёт белку, который кодируется FMR1, формировать контакты между нейронами и, как следствие, правильно развиваться нервной системе.
Генетики вывели линию мышей, нокаутированных по гену FMR1, и создали модель для изучения этого вида аутизма. Центром внимания для учёных стала сенсорная гиперчувствительность – повышенная реакция на внешние раздражители. Так, люди с аутизмом довольно болезненно воспринимают прикосновения. Нейробиологи заметили подобное явление и у выведенных модельных мышей, которые чаще, чем контрольные, пытались избежать стимуляции усиков – вибрисс.
Чтобы обосновать механизм возникновения такого проявления, учёные выдвинули три гипотезы, каждая из которых предполагала какое-либо изменение в активации нейронов в соматосенсорной коре опытных мышей. Гиперчувствительность могла возникнуть из-за гипервозбудимости нейронов, увеличения количества нейронов, вовлеченных в реакцию, или из-за неспособности клеток адаптироваться к повторяющимся стимулам.
Чтобы прийти к единому выводу, через отверстие в черепе зафиксированной, но живой мыши, исследователи ввели генетически закодированный флуоресцентный кальциевый сенсор, позволяющий отследить активность отдельных нейронов. Авторы пронаблюдали реакцию в ответ на 20 прикосновений к усикам на уровне отдельных нервных клеток.
В ответ на прикосновения у мышей с гиперчувствительностью количество и сила возбуждения оставались в норме. Однако их нейроны не могли адаптироваться к повторяющимся прикосновениям, то есть при воздействии нескольких стимулов подряд снижать возбуждение в ответ на каждый последующий стимул. Таким образом, причиной сенсорной гиперчувствительности мышей была невозможность «привыкать» к постоянным раздражителям.
Это открытие является важным этапом в изучении аутизма и расстройств аутистического спектра, так как гиперчувствительность тесно связана со снижением внимания, судорогами и другими симптомами аутизма. Авторы также отметили, что нарушения нейронной адаптации обнаружены и в раннем исследовании аутичных детей с помощью МРТ.
Кроме синдрома ломкой Х-хромосомы существуют и другие моногенные мутации, лежащие в основе развития симптомов аутизма. Например, делеция или удвоение участка на шестнадцатой хромосоме человека. Такие мутации могут также воспроизводиться на мышиных моделях.
Текст: Екатерина Заикина
Tactile defensiveness and impaired adaptation of neuronal activity in the Fmr1 knockout mouse model of autism by Cynthia X. He, Daniel A. Cantu, Shilpa S. Mantri, William A. Zeiger, Anubhuti Goel and Carlos Portera-Cailliau in Journal of Neuroscience. Published June 2017, 0651-17;
DOI: https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0651-17.2017
Читайте материалы нашего сайта в Facebook, ВКонтакте и канале в Telegram, а также следите за новыми картинками дня в Instagram.
Powered by WPeMatico
