Многочисленные изменения в клетках мозга в течение первого месяца эмбрионального развития могут способствовать развитию шизофрении

Многочисленные изменения в клетках мозга в течение первого месяца эмбрионального развития могут способствовать развитию шизофрении в более позднем возрасте, говорится в новом исследовании ученых из Weill Cornell Medicine.

Исследователи, чье исследование было опубликовано в журнале Molecular Psychiatry 17 ноября, использовали стволовые клетки, собранные у пациентов с шизофренией и людей без этого заболевания, для выращивания в лаборатории трехмерных "мини-мозгов" или органоидов. Сравнивая развитие обоих наборов органоидов, они обнаружили, что сниженная экспрессия двух генов в клетках тормозит раннее развитие и вызывает дефицит клеток мозга в органоидах, выращенных из стволовых клеток пациентов.


Выращивая органоиды из стволовых клеток, собранных от 21 донора стволовых клеток человека, команда под руководством первого автора, доктора Майкла Нотараса, бывшего научного сотрудника NHMRC CJ Martin Fellow в лаборатории доктора Колака, смогла вырастить ткань мозга с точным генетическим составом каждого пациента. Затем они использовали секвенирование одноклеточной РНК для сравнения экспрессии генов в отдельных клетках в ткани пациента и в ткани, выращенной из людей, не страдающих шизофренией.


В образцах пациентов с шизофренией была снижена экспрессия двух генов, необходимых для развития мозга, - регулятора экспрессии генов под названием BRN2 и промотора роста клеток под названием плейотрофин. Это приводило к снижению производства новых клеток мозга и увеличению гибели клеток мозга.

Замена недостающего BRN2 в клетках восстановила производство клеток мозга, а добавление плейотрофина снизило гибель клеток мозга. Если дальнейшие исследования подтвердят эти результаты, это может привести к разработке целевой терапии, которая поможет исправить эти генетические различия в конкретных типах клеток мозга.


Д-р Колак и ее коллеги в настоящее время используют мини-мозг, чтобы начать выяснять роль отдельных типов клеток и лучше понять, как генетические факторы могут взаимодействовать с окружающей средой, вызывая шизофрению.

Они сосредоточились на роли эндотелиальных клеток, клеток, которые обычно выстилают кровеносные сосуды и выделяют важные иммунные молекулы, называемые цитокинами. В мини-мозгах, выращенных у пациентов с шизофренией, наблюдался избыток ранних клеток, связанных с эндотелием, что могло привести к чрезмерному иммунному ответу на инфекцию.


Доктор Колак говорит, что помимо того, что она поможет ученым лучше понять шизофрению, она считает, что мини-мозг, выращенный из стволовых клеток пациента, может стать полезным инструментом для изучения других заболеваний мозга.