Ученые на модели генетически модифицированных мышей показали, что мутация в гене Plau, отвечающем за миграцию вновь образованных нервных клеток и удаление избыточных нервных связей, вызывает изменения в поведении и структуре мозга, которые характерны для расстройств аутистического спектра. Животные с такой мутацией проявляли повышенную тревожность, реже контактировали с сородичами, но при этом успешнее здоровых особей решали сложные задачи. Созданная авторами мышиная модель аутизма позволит тестировать новые методы диагностики и лечения этого заболевания и лучше понять его молекулярные причины. Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Frontiers in Cell and Developmental Biology.
Раушанна Хайбуллина, студентка факультета фундаментальной медицины МНОИ МГУ имени М.В. Ломоносова, приучает экспериментальную мышь к рукам. © Максим Карагяур / МГУ имени М.В. Ломоносова.
Расстройства аутистического спектра — группа состояний, связанных с определенными психическими и когнитивными нарушениями, — встречаются примерно у 1% населения мира. Они приводят к тому, что у человека возникают трудности в общении, социализации и обучении. Точные причины этих расстройств до сих пор неизвестны, хотя исследования показывают, что в 64–91% всех случаев они обусловлены генетической предрасположенностью.
Ученые уже обнаружили десятки генов, мутации в которых могут быть связаны с симптомами расстройств аутистического спектра. Большинство из этих генов отвечают за синтез белков, вовлеченных в развитие и миграцию нервных клеток, а также формирование контактов между ними. Именно эти процессы в первую очередь нарушаются у больных с расстройствами аутистического спектра. Однако изменения в некоторых таких белках-регуляторах еще не были исследованы, поэтому оставалось неизвестно, влияют ли они на появление психических и когнитивных нарушений.
Исследователи из Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (Москва), Научного центра психического здоровья (Москва) и Российского университета медицины Минздрава России (Москва) впервые описали связь мутации в гене Plau с симптомами расстройств аутистического спектра. Этот ген кодирует белок-фермент, который активирует противосвертывающую систему крови и препятствует чрезмерному образованию тромбов, а в ходе развития нервной системы контролирует перемещение клеток-предшественников нейронов и «очищает» нервную ткань от избыточных и нефункциональных нервных связей.
С помощью технологии редактирования генома CRISPR/Cas9 авторы внесли мутацию в ген Plau у мышей, заменив в нем всего одну «букву» в функциональном центре соответствующего фермента. Эта замена привела к тому, что белок, считываемый с гена Plau, стал на 40% активнее, чем в норме, а поведение мышей с такой генетической мутацией значительно изменилось. Оказалось, что мыши с нарушением в гене Plau проводили очень мало времени в общении с сородичами, предпочитая одиночество, чаще проявляли тревожность, склонность к агрессии и поведенческим стереотипиям (однообразным двигательным паттернам). Подобные нарушения поведения и социальной коммуникации характерны для ряда расстройств аутистического спектра.
При этом в стрессовой ситуации — при поиске выхода из водной ловушки — животные из этой группы действовали намного быстрее и успешнее обычных мышей. Эту особенность авторы не смогли интерпретировать однозначно, поскольку, с одной стороны, она может указывать на крайнюю степень тревоги, а с другой — на исключительную способность грызунов концентрировать внимание на решении задачи по преодолению экзистенциальной (смертельной, с точки зрения животного) угрозы.
Ученые также сравнили структуру головного мозга здоровых мышей и особей с мутацией в гене Plau. Анализ показал, что нарушение в этом гене привело к утолщению соматосенсорной коры — области мозга, отвечающей за обработку зрительной, звуковой и тактильной информации. Подобное изменение описано у некоторых пациентов с расстройствами аутистического спектра.
«Мы не просто обнаружили еще одно новое генетическое нарушение, которое может приводить к расстройствам аутистического спектра, а создали удобную модель для исследования этой группы заболеваний и тестирования новых лекарств для их коррекции и лечения. В дальнейшем мы планируем глубже изучить строение и особенности функционирования мозга таких мышей и установить, чем на уровне отдельных клеток и проводящих путей он отличается от мозга здоровых животных. Перспективным продолжением данного исследования, с нашей точки зрения, станет оценка возможности фармакологической профилактики и коррекции наследственных форм расстройств аутистического спектра на примере предложенной генетической модели», — рассказывает руководитель проекта, поддержанного грантом РНФ, Максим Карагяур, доктор биологических наук, заведующий лабораторией постгеномных технологий, доцент кафедры биохимии и регенеративной медицины Медицинского научно-образовательного института МГУ имени М.В. Ломоносова.
Ранее ученые обнаружили, что у пациентов с депрессией и шизофренией в два раза чаще, чем у здоровых людей, встречаются точечные изменения в генах CDH2, DCHS2 и CDH23, ответственных за развитие мозга. Знание о том, какие мутации могут приводить к психическим нарушениям и какие молекулярные механизмы при этом задействуются, позволит в перспективе найти подходы к объективной генетической диагностике, а также профилактике и лечению таких заболеваний.
Текст: пресс-служба РНФ
Karagyaur M, Averina O, Bozov K, Dzhauari S, Priymak A, Khaybullina R, Permyakov O, Popov V, Grigorieva O, Illarionova M, Shkarina L, Gulyaev M, Lebedev D, Primak A, Sergiev P, Semina E, Klimovich P, Samokhodskaya L, Malkov P, Pirogov Y, Tsygankov B, Chaika Y, Tkachuk V and Neyfeld E (2026) Novel mouse line with D277N mutation in the Plau gene displays autism spectrum disorder-like traits. Front. Cell Dev. Biol. 14:1762737. doi: 10.3389/fcell.2026.1762737
Читайте материалы нашего сайта во ВКонтакте, Одноклассниках, Яндекс-Дзен и каналах в Telegram и MAX.
