Биомаркер для шизофрении может быть обнаружен в человеческих волосах

[Робот]

Источник: https://www.sciencedaily.com/releases/2 ... 075938.htm

[Илья]

Работая с модельными мышами, посмертным человеческим мозгом и людьми с шизофренией, исследователи из центра науки о мозге RIKEN в Японии обнаружили, что подтип шизофрении связан с аномально высоким уровнем сероводорода в мозге. Эксперименты показали, что эта аномалия, вероятно, является результатом реакции модификации ДНК во время развития, которая длится в течение всей жизни. В дополнение к предоставлению нового направления для исследований в области медикаментозной терапии, более высокие, чем нормальные уровни сероводород-продуцирующего фермента могут выступать в качестве биомаркера для этого типа шизофрении.

Диагностировать нарушения мышления легче, когда можно найти надежный и объективный маркер. В случае шизофрении мы уже более 30 лет знаем, что она связана с аномальной реакцией испуга. Обычно мы не так сильно пугаемся всплеска шума, если меньший всплеск - называемый предимпульсом-приходит немного раньше. Это явление называется предымпульсом торможения (ППИ), потому что в начале импульса подавляет возбудимость. У людей с шизофренией ИПП снижается, что означает, что их реакция на испуг не ослабляется так сильно, как это должно быть после предварительного импульса.

Тест PPI является хорошим поведенческим маркером, и хотя он не может непосредственно помочь нам понять биологию шизофрении, он был отправной точкой, которая привела к нынешним открытиям.

Исследователи из RIKEN CBS начали сначала искать различия в экспрессии белка между штаммами мышей, которые демонстрируют чрезвычайно низкий или чрезвычайно высокий PPI. В конечном счете, они обнаружили, что фермент Mpst был выражен гораздо больше в мозге мышиного штамма с низким PPI, чем в штамме с высоким PPI. Зная, что этот фермент помогает производить сероводород, команда затем измерила уровни сероводорода и обнаружила, что они были выше у мышей с низким PPI.

"Никто никогда не думал о причинно-следственной связи между сероводородом и шизофренией, - говорит руководитель группы Такео Тосикава. "Как только мы обнаружили это, мы должны были выяснить, как это происходит, и если эти результаты у мышей будут справедливы для людей с шизофренией."

Во-первых, чтобы убедиться, что Mpst был виновником, исследователи создали версию mpst knockout мышей с низким PPI и показали, что их PPI был выше, чем у обычных мышей с низким PPI. Таким образом, уменьшение количества Mpst помогло мышам стать более нормальными. Затем они обнаружили, что экспрессия гена MPST действительно была выше в посмертном мозге у людей с шизофренией, чем у незатронутых людей. Уровни белка MPST в этих мозгах также хорошо коррелировали с тяжестью предсмертных симптомов.

Теперь у команды было достаточно информации, чтобы рассматривать экспрессию MPST как биомаркер шизофрении. Они исследовали волосяные фолликулы у более чем 150 человек с шизофренией и обнаружили, что экспрессия мРНК MPST была намного выше, чем у людей без шизофрении. Несмотря на то, что результаты не были идеальными-что указывает на то, что сульфидный стресс не учитывает все случаи шизофрении - уровни MPST в волосах могут быть хорошим биомаркером для шизофрении до появления других симптомов.

Развивается ли у человека шизофрения, зависит как от его генетики, так и от окружающей среды. Тестирование на мышах и посмертном мозге показало, что высокие уровни MPST были связаны с изменениями в ДНК, которые приводят к постоянно измененной экспрессии генов. Таким образом, следующим шагом для команды был поиск экологических факторов, которые могли бы привести к постоянному увеличению производства MPST.

Поскольку сероводород действительно может защитить от воспалительного стресса, группа предположила, что воспалительный стресс на ранних стадиях развития может быть основной причиной. "Мы обнаружили, что антиоксидантные маркеры - в том числе производство сероводорода-которые компенсируют окислительный стресс и нейровоспаление во время развития мозга были коррелированы с уровнями MPST в мозге людей с шизофренией", - говорит Есикава.

Он предполагает, что как только избыточное производство сероводорода воспламеняется, оно сохраняется в течение всей жизни из-за постоянных эпигенетических изменений ДНК, приводящих к "сульфидному стрессу", вызванному шизофренией.

Современные методы лечения шизофрении сосредоточены на системе дофамина и серотонина в головном мозге. Поскольку эти препараты не очень эффективны и имеют побочные эффекты, Есикава говорит, что фармацевтические компании отказались от разработки новых препаратов. "Для разработки новых лекарств необходима новая парадигма", - объясняет он. "В настоящее время около 30% больных шизофренией устойчивы к терапии антагонистами дофаминовых D2-рецепторов. Наши результаты дают новый принцип или парадигму для разработки лекарств, и в настоящее время мы проверяем, может ли ингибирование синтеза сероводорода облегчить симптомы в мышиных моделях шизофрении."