Ученые описали молекулярные основы синдрома Дауна

Поперечный срез нервных волокон белого вещества мозга в норме (слева) и при синдроме Дауна. Видны деформированные миелиновые оболочки.

Olmos-Serrano et al., Neuron, 2016

Американские исследователи выяснили, как синдром Дауна влияет на развитие и функции мозга на молекулярном уровне. Оказалось, что основные нарушения связаны с белым веществом, состоящим из нервных волокон. Результаты работы опубликованы в журнале Neuron.

Синдром Дауна — врожденное заболевание, связанное с наличием дополнительной 21-й хромосомы. Оно вызывает множественные нарушения развития, в основном нервной и сердечно-сосудистой систем. Его симптомы описаны давно, однако какие именно изменения в структуре и работе мозга к ним приводят, известно не было.

Межвузовский научный коллектив под руководством сотрудников Бостонского и Йельского университетов провел анализ транскриптомов различных областей мозга трансгенных мышей с аналогом человеческого синдрома Дауна и здоровых животных (транскриптом — это совокупность информационных РНК, которые обеспечивают синтез белка на матрице ДНК; он служит интегральным показателем функции клеток и состоящих из них тканей). В исследовании использовались мыши обоих полов с середины внутриутробного развития до зрелого возраста. Соответствие животной модели человеческому заболеванию подтвердили, изучив изменения в тканях мозга умерших людей с синдромом Дауна и без него.

Выяснилось, что при синдроме Дауна нарушена экспрессия множества генов, причем эти нарушения имеют четкую пространственно-временную специфичность, связаны с конкретными биологическими процессами и наблюдаются по всему геному. В частности, зафиксированы значительные изменения экспрессии генов, связанных с созреванием и жизнеспособностью олигодендроцитов — вспомогательных клеток центральной нервной системы, которые служат поддержкой и изоляцией для нервных волокон и синтезируют их миелиновые оболочки.

В результате этого снижается миелинизация нервных волокон, что, в свою очередь, приводит к нарушению развития белого вещества переднего мозга и замедлению прохождения в нем нервных импульсов. В результате этого возникает набор интеллектуальных и неврологических расстройств, характерных для синдрома Дауна.

«Обнаружение генетических изменений, приводящих к нарушению связей между отделами мозга, дает совершенно новую мишень для потенциальной терапии синдрома Дауна. Полученные результаты позволят разработать новые стратегии улучшения функций мозга и повышения качества жизни», — отметил руководитель работы Тарик Хайдар (Tarik Haydar).

Олег Лищук

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.