Функционирует при финансовой поддержке Федерального агентства по печати и массовым коммуникациям (Роспечать)

Ученые открыли новый биомаркер расстройств аутистического спектра у дошкольников

Takeo Yoshikawa et al. / Brain Communications, 2020

Японские исследователи обнаружили, что концентрация белка FABP4 в плазме крови детей от четырех до шести лет, имеющих расстройства аутистического спектра, ниже, чем у их сверстников с нормальным психическим развитием. Об этом авторы исследования пишут в журнале Brain Communications. Они также изучили поведение мышей с нокаутированным геном Fabp4 и выяснили, что эти мыши плохо идут на контакт с незнакомыми особями и имеют плохую пространственную память, а гистологическое исследование мозга показало, что в нейронах коры увеличено количество дендритных шипиков — та же особенность обнаруживается в мозгах аутистичных людей.

Расстройства аутистического спектра (РАС) — это нарушения психического развития, которые проявляются в основном в затрудненной коммуникации и проблемах с социальными взаимодействиями. Для аутистичных людей характерен аномальный тип развития головного мозга, а также некоторые особенности липидного обмена. Например, наличие РАС сопровождается повышенным риском ожирения и нетипичным соотношением адипокинов (биоактивных молекул, которые синтезируются в жировой ткани и способны влиять на работу головного мозга): уровни лептина и МСР-1 повышены, а уровень адипонектина, наоборот, снижен.

Команда под руководством Такео Йосикавы (Takeo Yoshikawa) из Института исследований мозга RIKEN (Япония) решила выяснить, существует ли связь между концентрацией адипокина FABP4 (белок, связывающий жирные кислоты 4) в плазме крови детей и наличием у них РАС. Для сравнения концентраций различных адипокинов ученые собрали образцы сыворотки крови у группы детей, из которых 102 проявляли признаки РАС, а 87 отличались нормальным развитием. Авторы удостоверились в отсутствии значимых различий в возрасте, IQ, весе, росте и индексе массы тела среди всех испытуемых.

Так удалось выяснить, что у детей с нормальным развитием уровень FABP4 и МСР-1 с возрастом уменьшается, а у детей с РАС — нет. Кроме того, у аутистичных детей с возрастом повышается концентрация лепина, чего не выявили у развитых нормально. Между уровнями адипонектина и свободных жирных кислот и наличием у ребенка РАС связи обнаружить не удалось — эти показатели с возрастом неизменно снижались. Уровни инсулина и глюкозы, наоборот, повышались с возрастом вне зависимости от того, аутистичен ребенок или нет.


Исследователи приняли во внимание зависимость концентрации разных адипокинов от возраста испытуемых и провели повторный эксперимент, на этот раз разделив выборку на две группы. В первую группу включили детей дошкольного возраста (четыре-шесть лет): 18 мальчиков и три девочки с РАС, 15 мальчиков и 12 девочек с нормальным развитием. Во вторую группу вошли дети младшего школьного возраста (семь-двенадцать лет): 93 мальчика и девять девочек с РАС, 55 мальчиков и 11 девочек с нормальным развитием.

У детей старше семи лет показатели МСР-1 и свободных жирных кислот в плазме крови оказались значительно выше у тех, кто имеет РАС (что согласуется с ранее известными фактами о нетипичном соотношении адипокинов у аутистичных людей). Примечательным же открытием стало то, что уровень FAВР4 у детей четырех-шести лет с РАС значительно ниже, чем у нормально развитых, в то время как концентрации других адипокинов в плазме крови в среднем ничем не отличаются.


Так как уровень FABP4 не отличается у детей после семи лет с нормальным психическим развитием и аутистичных, исследователи предположили, что этот белок играет какую-то роль в раннем развитии мозга, являясь таким образом не только биомаркером расстройств аутистического спектра, но и одной из их возможных причин. Эту гипотезу решили проверить на мышах с нокаутированным геном Fabp4 (Fabp4 KO) с помощью поведенческих тестов, для которых отбирали от 7 до 16 особей мужского пола Fabp4 KO мышей и мышей дикого типа (WT). Выяснилось, что Fabp4 KO мыши имеют в своем поведении некоторые особенности, которые обычно наблюдаются при РАС: они проявляют мало интереса к незнакомым мышам (хотя интерес к новым объектам не снижен по сравнению с мышами дикого типа) и у них хуже пространственная память и способность к пространственному обучению.


Поскольку у людей с РАС наблюдается нетипичное строение мозга (в частности, у них более плотное расположение дендритных шипиков на пирамидальных нейронах некоторых слоев височной доли коры головного мозга: внутреннего зернистого, слоя пирамидальных нейронов и ганглионарного), авторы провели гистологическое исследование мозга четырехнедельных мышей Fabp4 KO. Так они обнаружили, что плотность расположения шипиков на апикальных дендритах пирамидальных нейронов у Fabp4 KO мышей значительно увеличена в тех же слоях коры головного мозга, что и у людей с РАС. Такие же результаты получены и для восьминедельных мышей. Это говорит о том, что Fabp4 KO имеют фенотипическое сходство с аутистичными людьми в том числе и с точки зрения гистологии мозга.


Авторы исследования подчеркивают, что необходимо дальнейшее изучение как роли FABP4 в нарушениях психического развития, так и его потенциального использования как биомаркера РАС. В первую очередь, считают они, следует выяснить, можно ли рассматривать FABP4 как биомаркер у детей младенческого возраста, поскольку ранняя диагностика является одним из ключевых факторов благополучного прогноза при расстройствах аутистического спектра.

На ранних стадиях развития человека на вероятность возникновения РАС влияют факторы внешней среды. Так, ранее мы писали о том, что диабет матери является фактором риска возникновения аутизма у ребенка.

Наталия Миранда

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.