Как потеря гена PTEN в нейронах амигдалы влияет на тревогу и страх

Введение в исследование

Исследователи из Института нейронаук Макса Планка во Флориде обнаружили, как потеря гена, связанного с аутизмом и макроцефалией, перепрограммирует цепи и изменяет поведение. Их открытия, опубликованные в Frontiers in Cellular Neuroscience, раскрывают конкретные изменения цепей в амигдале, вызванные потерей PTEN в ингибиторных нейронах, что дает новые представления о базовых изменениях цепей, способствующих повышенной тревоге и страху.

Ген PTEN и его роль в аутизме

Ген PTEN (фосфатаза и гомолог тензина, удаленный на хромосоме 10) является значительным геном риска аутизма. Вариации этого гена обнаружены у значительной части людей с аутизмом, которые также демонстрируют переразвитие мозга, что делает его ключевым игроком в понимании различий в функции мозга. Для исследования влияния дисрегуляции PTEN исследователи использовали модели на животных, где глобальное снижение PTEN приводит к измененной социализации, повторяющимся поведениям и повышенной тревоге, что часто ассоциируется с АР (аутическим расстройством) у людей.

Методы исследования

Команда во главе с доктором Маклином Болтоном сосредоточилась на изменениях в центральной боковой амигдале, вызванных потерей PTEN в критически важном населении нейронов — ингибиторных нейронах, экспрессирующих соматостатин. Используя генетическую модель, которая нарушала PTEN только в соматостатиносодержащих ингибиторных нейронах, и уникальный метод картирования цепей, разработанный в лаборатории, они измерили электрические реакции отдельных нейронов на последовательную оптогенетическую активацию сотен близлежащих нейронов.

Результаты исследования

Исследователи обнаружили, что удаление PTEN специфически в соматостатиносодержащих интернейронах нарушало местную ингибиторную связность в центральной боковой амигдале (CeL) примерно на 50% и уменьшало силу оставшихся ингибиторных связей. В то же время увеличивалась сила возбуждающих входов, получаемых из базолатеральной амигдалы (BLA), близлежащей области мозга, которая передает эмоционально значимую сенсорную информацию в CeL.

Поведенческий анализ

Поведенческий анализ генетической модели показал, что этот дисбаланс в нейронной сигнализации был связан с повышенной тревожностью и усиленным обучением страху, но не изменял социальное поведение или повторяющиеся поведенческие черты, обычно наблюдаемые при АР. Результаты не только подтверждают, что потеря PTEN в этом конкретном типе клеток достаточна для индукции определенных поведенческих черт, подобных АР, но и предоставляют одну из самых подробных карт на сегодняшний день о том, как местные ингибиторные сети в амигдале затрагиваются генетическими вариациями, ассоциированными с неврологическими расстройствами.

Заключение

Важно отметить, что измененные цепи не затрагивали все поведенческие черты, связанные с АР — социальные взаимодействия оставались в основном интактными, что указывает на то, что тревога и страх, связанные с PTEN, могут происходить из конкретных изменений микросхем. Как объясняет доктор Холфорд: «Разделяя местные цепи, лежащие в основе конкретных черт, мы надеемся дифференцировать роли конкретных микросхем в рамках неврологических расстройств, что когда-нибудь может помочь в разработке целевых терапий для конкретных когнитивных и поведенческих характеристик».

В будущих исследованиях они надеются оценить эти цепи в разных генетических моделях, чтобы определить, являются ли эти изменения микросхем конвергентными изменениями, лежащими в основе повышенного выражения страха и тревоги по разным генетическим профилям.

«Мы надеемся, что эти открытия помогут в разработке более точных и эффективных методов лечения для людей с аутизмом и другими неврологическими расстройствами»