Новый подтип PV-интернейронов может быть связан с шизофренией и аутизмом
(Новость от LiveScience)
Открыт новый подтип PV-интернейронов, нарушение работы которых может вносить вклад в развитие шизофрении и аутизма
Нейроны мозга принято подразделять на возбуждающие, которые составляют около 70% нейронов в коре мозга и своей активностью стимулируют другие нейроны к генерации «спайков», и тормозные, которые снижают активность других нейронов, что необходимо не только для предупреждения избыточной активности мозга, но и для задания правильной частоты импульсов. Без подстройки частоты, которую обеспечивают тормозные нейроны, невозможна синхронизация активности возбуждающих нейронов и, как следствие, эффективная передача информации.
Длительное время исследователям приходилось полагаться либо на форму (морфологию) нейронов в попытке выделить различные подтипы этих клеток, либо на анализ их электрической активности. В последние десятилетия благодаря применению генетических меток и генно-инженерных технологий удалось выделить ряд подклассов нейронов, различающихся содержанием (экспрессией) различных веществ - парвальбумина, кальретинина, соматостатина, нейропептида Y, холецистокинина и других.
Тормозные нейроны, помогающие генерировать наиболее высокие частоты (гамма-ритм), содержат вещество под названием «парвальбумин» (PV), поэтому за ними закрепилось название «PV-положительные интернейроны». Многие исследователи предполагают, что такие психические расстройства, как шизофрения и аутизм, могут быть отчасти связаны с нарушением работы этих высокоскоростных (fast-spiking) PV-интернейронов, возможно, из-за особой чувствительности этих клеток к нарушениям метаболизма. Нужно досконально изучить, как именно происходит сбой их работы, чтобы научиться защищать PV-нейроны при стрессе.
Еще один маркер, холецистокинин (CCK), изначально был обнаружен в желудочно-кишечной системе, отсюда и название, отражающее его роль в пищеварении, от греческих корней «холе» - желчь, «цистис» - пузырь и «кин(еин)» - двигать, перемещать. Позднее оказалось, что CCK является одним из самых распространенных нейропептидов в центральной нервной системе. До недавнего времени считалось, что CCK- и PV-нейроны выполняют разные роли в мозге, и в 2021 году была опубликована работа, в которой показывалось, как они дополняют работу друг друга, при этом PV-нейроны посылают свои сигналы по аксонам не только к возбуждающим пирамидальным клеткам, но и к CCK-нейронам, и контролируют их активность, так что при активизации PV-нейронов активность CCK-нейронов снижается, и наоборот.
Вместе с тем всё чаще появлялись данные о том, что некоторые PV-нейроны сами содержат CCK - в таком случае можно было бы сказать, что существует два подтипа PV-нейронов, CCK+ и CCK-, и, возможно, один из подтипов более тесно связан с развитием психических расстройств. Группе исследователей из США под руководством Стивена Грико (Steven Grieco) удалось доказать существование этих двух подтипов с помощью целого набора сложных методов молекулярного окрашивания и секвенирования ДНК. Оказалось, что 40-56% PV-интернейронов в гиппокампе мышей содержат CCK, то есть являются PV+CCK-нейронами. Свое открытие авторы опубликовали в июле 2023 года в журнале Molecular Psychiatry.
Ученые не остановились на достигнутом и показали, что PV+CCK-нейроны, в отличие от обычных PV-нейронов, активно экспрессируют гены, связанные с окислительным фосфорилированием - процессом образования АТФ, следовательно, работа этого подтипа клеток требует повышенного количества энергии. Они также привели данные о том, что при посмертном анализе тканей мозга пациентов с шизофренией и аутизмом отмечается нарушение экспрессии этой «энергетической» группы генов. Сторонний эксперт Симон Пьеро (Simon Pieraut), изучающий процессы нейропластичности, считает, что пока еще рано с уверенностью заявлять о роли нового подтипа клеток в развитии шизофрении и других заболеваний психики, но полученные данные позволяют начать исследование в этом направлении.