Шизофрения: могут быть нарушены гены, связанные с циркадными ритмами.
Новое исследование исследует мозг людей с шизофренией и обнаруживает нарушенные паттерны экспрессии в генах, связанных с циклами сна и бодрствования.
Во всем мире шизофрения является одной из 15 основных причин инвалидности, от которой страдает около 1% населения мира.
По некоторым оценкам, в Соединенных Штатах чуть более 1% взрослых, около 3 миллионов, могут жить с шизофренией.
Состояние вызывает несколько симптомов, включая нарушение мыслительных процессов, эмоций и социального поведения. Люди с шизофренией также часто испытывают бессонницу и нарушают циклы сна и бодрствования.
Новое исследование рассматривает связь между циркадными ритмами, которые помогают регулировать циклы день-ночь, и шизофренией.
Циркадные ритмы влияют на экспрессию генов и ритмы, по которым гены включаются и выключаются.
Новое исследование показало, что время экспрессии генов значительно нарушается в мозгу людей, страдающих шизофренией.
Коллин МакКланг, доктор философии, профессор психиатрии в Университете Питтсбурга, штат Пенсильвания, является старшим автором исследования. Профессор МакКлунг и его коллеги опубликовали свои выводы в журнале. Nature Communications.
Изучение биологических часов в мозгу
Профессор МакКлунг и его команда получили посмертные данные об экспрессии генов у 150 человек, 46 из которых жили с шизофренией. Люди были моложе 65 лет на момент смерти, и исследователи имели доступ к временам смерти.
В частности, исследователи изучали экспрессию генов в дорсолатеральной префронтальной коре, области мозга, отвечающей за познание и память.
Термин «циркадный ритм» описывает «физические, психические и поведенческие изменения, которые следуют за суточным циклом».
Циркадные ритмы тесно связаны с «биологическими часами», которые относятся к «врожденному устройству синхронизации организма […], состоящему из определенных молекул (белков), которые взаимодействуют в клетках по всему телу».
Экспрессия генов регулирует поведение этих белков. Итак, одни гены включаются ночью, а другие - днем.
В своем нынешнем исследовании профессор Макклунг и его команда изучили ритмы, с помощью которых некоторые гены включаются и выключаются в мозгу людей с шизофренией, и сравнили эти ритмы с ритмами в мозгу людей, у которых не было этого заболевания.
Поскольку они знали, умерли люди днем или ночью, исследователи смогли разработать статистический метод выявления закономерностей в ритмичности экспрессии генов.
Как нарушается ритмичность генов
В мозгу людей, больных шизофренией, исследователи обнаружили нарушения ритмичности экспрессии генов.
Некоторые из этих нарушений повлияли на функционирование митохондрий - крошечных органелл внутри клеток, создающих энергию. Эти гены приобрели ритмичность, а гены, участвующие в воспалении, потеряли ее.
Старший автор исследования объясняет результаты, используя аналогию. Она говорит: «В нормальном доме, как в здоровом мозге, допустим, свет включается на ночь, но холодильник должен быть включен постоянно».
«Мы увидели, что в головном мозге, пораженном шизофренией, свет включен весь день, а холодильник отключается на ночь».
Более того, когда исследователи смотрели только на мозговую активность людей, умерших в течение дня, они не обнаружили разницы между больными шизофренией и людьми без нее. Однако у людей, умерших ночью, они обнаружили существенные различия.
Ведущий автор исследования и доцент кафедры психиатрии Питтсбургского университета Марианна Сени, доктор философии, объясняет: «Если бы мы только посмотрели, включен ли холодильник днем, мы бы не увидели никакой разницы, но ночью, будет один.
Авторы подчеркивают важность результатов, говоря, что при исследовании генетических корней шизофрении следует уделять больше внимания циркадным ритмам.
«Наше исследование впервые показывает, что существуют значительные нарушения в ежедневном графике включения или выключения некоторых генов, что влияет на то, как мы понимаем болезнь на молекулярном уровне».
Проф. Коллин МакКланг
