Шизофренія: можуть порушуватися гени, пов’язані з циркадними ритмами
Нове дослідження досліджує мозок людей, хворих на шизофренію, і виявляє порушені моделі експресії в генах, пов’язаних із циклами сну і неспання.
У всьому світі шизофренія є однією з 15 головних причин інвалідності, страждаючи близько 1% населення світу.
За деякими оцінками, в США трохи більше 1% дорослих, близько 3 мільйонів, можуть жити з шизофренією.
Стан викликає кілька симптомів, включаючи порушення процесів мислення, емоції та соціальну поведінку. Люди з шизофренією також часто відчувають безсоння і порушують цикли сну і неспання.
Нове дослідження розглядає зв'язок між циркадними ритмами - які допомагають регулювати денно-нічні цикли - та шизофренією.
Циркадні ритми мають значення для експресії генів та ритмів, за допомогою яких гени вмикаються та вимикаються.
Нове дослідження виявляє, що терміни експресії генів суттєво порушуються в мозку людей, хворих на шизофренію.
Колін МакКлунг, доктор філософії, професор психіатрії в Університеті Пітсбурга, штат Пенсільванія, є старшим автором дослідження. Професор МакКлунг та його колеги опублікували свої висновки в журналі Природні комунікації.
Вивчення біологічних годин у мозку
Професор МакКлунг та команда отримали дані про екстракцію генів після смерті від 150 людей, 46 з яких жили з шизофренією. Люди були молодшими 65 років, коли вони померли, і дослідники мали доступ до часів смерті.
Зокрема, дослідники вивчали експресію генів у дорсолатеральній префронтальній корі, області мозку, яка бере участь у пізнанні та пам’яті.
Термін "добовий ритм" описує "фізичні, психічні та поведінкові зміни, які слідують за добовим циклом".
Добові ритми тісно пов'язані з "біологічним годинником", що означає "вроджений пристрій хронометражу організму [...], що складається з конкретних молекул (білків), які взаємодіють у клітинах у всьому тілі".
Експресія генів регулює поведінку цих білків. Отже, деякі гени включаються вночі, а інші - вдень.
У своєму теперішньому дослідженні професор МакКлунг та команда дослідили ритми, за допомогою яких деякі гени вмикаються та вимикаються в мозку людей із шизофренією, та порівнюють ці ритми з мозком людей, які не страждають на це захворювання.
Оскільки вони знали, чи померли люди вдень чи вночі, дослідники могли розробити статистичний метод виявлення закономірностей ритмічності експресії генів.
Як порушується ритмічність генів
У мозку людей, хворих на шизофренію, дослідники виявили порушення ритмічності експресії генів.
Деякі з цих порушень вплинули на функціонування мітохондрій - крихітних, що створюють енергію органел всередині клітин. Ці гени набули ритмічності, тоді як гени, що беруть участь у запаленні, втратили її.
Старший автор дослідження пояснює результати, використовуючи аналогію. Вона каже: "У звичайному будинку, як здоровий мозок, скажімо, світло вночі вмикається, але холодильник повинен бути постійно включений".
"Ми побачили, що в ураженому шизофренією мозку світло горить цілий день, а холодильник вимикається вночі".
Крім того, коли дослідники вивчали лише мозкову активність людей, які померли протягом дня, вони не виявили різниці між хворими на шизофренію та без них. Однак у людей, які померли вночі, вони виявили суттєві відмінності.
Провідний автор дослідження та асистент кафедри психіатрії в Університеті Пітсбурга, доктор філософії Меріанн Сейні, пояснює: "Якби ми лише подивились, чи ввімкнений холодильник вдень, ми не бачили б різниці, але вночі, був би один ".
Автори підкреслюють важливість цих висновків, кажучи, що дослідження генетичних коренів шизофренії повинні приділяти більше уваги циркадним ритмам.
"Наше дослідження вперше показує, що є суттєві збої в щоденних термінах, коли деякі гени вмикаються або вимикаються, що має наслідки для того, як ми розуміємо хворобу на молекулярному рівні".
Професор Колін МакКлунг
