Российские ученые провели межвидовой анализ экспрессии генов головного мозга у рыбок данио, крыс и людей, чтобы идентифицировать новые общие молекулярные мишени для терапии аффективных расстройств ЦНС, вызванных хроническим стрессом. В ходе исследования удалось идентифицировать несколько ключевых белков мозга, которые могут играть важную роль в патогенезе аффективных расстройств. Работа опубликована в журнале Scientific Reports.
Аффективные расстройства, также известные как эмоциональные расстройства, — это совокупность психических нарушений с изменением эмоционального состояния. Это различные формы депрессий и маний, психозы, повышенная тревожность. Они широко распространены, так как формируются не только как самостоятельная психическая патология, но и как осложнения при неврологических и иных соматических заболеваниях. Данный факт обуславливает трудности диагностики: пониженное настроение, тревожность и раздражительность люди относят к временным, ситуационным проявлениям. Согласно статистике, эмоциональные расстройства различной степени выраженности возникают у 20% людей, но квалифицированную помощь получает только четверть из них.
Несмотря на большую распространенность таких заболеваний, многие патологические механизмы до сих пор не ясны. Для исследования аффективных расстройств часто используются животные модели, такие как крысы и рыбки данио. Однако далеко не все данные, полученные на животных моделях, могут быть затем применимы к людям. Это заставляет ученых искать новые методики, которые помогли бы выявить эволюционно стабильные молекулярные механизмы развития аффективных расстройств.
Группа ученых под руководством Алана Калуева, главного научного сотрудника лаборатории молекулярно-биологических и нейробиологических проблем и биоскрининга МФТИ, провела исследование, в котором использовали как традиционные методы, такие как сравнение «здоровых» людей и животных с теми, кто имеет симптомы заболевания, так и более сложные подходы: межвидовой анализ путем сравнения ортологов — «похожих» генов различных организмов, которые выполняют сходную функцию и произошли от одной последовательности ДНК. Для анализа использовали данные секвенирования РНК — рибонуклеиновой кислоты, которая является промежуточной биомолекулой для передачи информации от «источника», ДНК, к выполняющим определенную функцию белкам. Полногеномное ДНК-секвенирование дает общую картину всего многообразия генов в организме, но не может ответить на вопрос о том, какие из них активны в различных клетках и тканях в определенный момент времени. По этой причине для анализа экспрессии генов используется именно РНК-секвенирование, благодаря которому можно установить прямую связь между активностью генов и определенными физиологическими условиями. Ученым удалось зафиксировать некоторые общие механизмы ответа на стресс, включающие изменение активности генов, отвечающих за кальциевый сигналлинг, молекулы клеточной адгезии и окислительное фосфорилирование.
Елена Петерсен, заведующий лабораторией молекулярно-биологических и нейробиологических проблем и биоскрининга МФТИ, рассказывает: «Нам удалось выявить несколько ключевых белков мозга (GRIA1, DLG1, CDH1, THRB, PLCG2, NGEF, IKZF1 и FEZF2) в качестве многообещающих как мишени для лекарственного воздействия, а также предложить новый набор генов, которые могут быть использованы для дальнейшего изучения аффективного патогенеза».
Ученые идентифицировали общие гены, которые вовлечены в патогенез у всех трех видов и, следовательно, представляют собой эволюционно стабильные биомаркеры аффективной патологии. Данные были перепроверены с использованием нескольких различных методик. В перспективе результаты исследования могут найти применение в диагностике и терапии аффективных расстройств.
В работе принимали участие ученые из Московского физико-технического института, НМИЦ им. В. А. Алмазова, Университета «Сириус», Института трансляционной биомедицины СПбГУ, РНИЦ радиологии и хирургических технологий им. А.М. Гранова, Института неврологии и медицины (Новосибирск) и Уральского федерального университета.
1
