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