Новое исследование показывает, как белок мозга может влиять на СДВГ и развитие мозга
Исследование выявило, что удаление белка NSF из определённых клеток мозга вызывает СДВГ-подобные изменения у мышей, включая нарушения развития, снижение уровня дофамина и повышенную активность.
Синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ) является нарушением нейроразвития, которое может влиять на внимание, уровень активности и импульсный контроль, с симптомами, часто начинающимися в детстве и иногда продолжающимися во взрослой жизни.
Хотя точные причины СДВГ полностью не изучены, изменения в системе дофамина мозга давно связаны с этим состоянием. Дофамин является химическим веществом-посредником, которое помогает клеткам мозга взаимодействовать и играет важную роль в движении, мотивации и поведении.
Хотя изменения, связанные с дофамином, были связаны с СДВГ, остаётся неясным, как поддерживаются клетки мозга, реагирующие на дофамин, и как их нарушение может способствовать поведению, связанному с СДВГ. Это особенно актуально для клеток, экспрессирующих дофаминовый D2-рецептор (D2R), которые находятся в полосатом теле, области мозга, участвующей в движении и поведенческом контроле. Понимание того, что способствует нормальному развитию и функционированию этих клеток, могло бы дать новые представления о биологических процессах, вовлечённых в СДВГ.
На этом фоне исследовательская группа из Японии под руководством доцента Мин-Джуе Ксие из Отдела развития психических функций, Исследовательского центра психического развития ребёнка Университета Фукуи, Япония, решила исследовать роль чувствительного к N-этилмалеимиду фактора (NSF) в этих связанных с дофамином клетках мозга. NSF регулирует слияние мембран, помогая клеткам мозга высвобождать химические вещества-посредники и перемещать белки внутри своих мембран.
"Мотивация к проведению этого исследования исходила из предыдущих находок, предполагающих, что NSF может быть вовлечён в нарушения нейроразвития и нейропсихиатрические расстройства. Известно, что NSF взаимодействует с D2R; однако роль этого взаимодействия in vivo оставалась неясной. Поскольку считается, что СДВГ включает снижение функции полосатого тела дофаминергической системы и дисфункцию D2R, мы предположили, что NSF может быть важен для поддержания нейронов, экспрессирующих D2R, и дофаминергической функции. Это привело нас к инициированию настоящего исследования," объясняет доктор Ксие.
Исследование также включало вклад профессора Хидео Мацузаки того же отдела Университета Фукуи и доцента Коши Мураты из Отдела структур и функций мозга, Факультета медицинских наук Университета Фукуи, Япония.
Для исследования учёные создали нокаутных мышей, у которых NSF был удалён специально из клеток, экспрессирующих D2R (нейронов). Затем они изучили развитие мозга животных, уровни дофамина и поведение. Команда также проверила, могут ли препараты, влияющие на сигнализацию дофамина, снизить поведенческие изменения, наблюдаемые у модифицированных мышей.
Потеря NSF повлияла на развивающийся мозг, что привело к сокращению числа клеток с дофаминовым D2R-рецептором, увеличению ранней гибели развивающихся клеток и уменьшению размера полосатого тела. У мышей также были заметно сниженные уровни дофамина в этой области мозга. Вместе эти находки предполагают, что NSF помогает поддерживать клетки, связанные с дофамином, и поддерживает нормальное развитие и функцию дофамина.
Изменения мозга сопровождались поведением, похожим на СДВГ. Нокаутные мыши были более гиперактивны, чем контрольные мыши, и показали более импульсивное поведение в тесте, который измерял, насколько быстро они прыгали с возвышенной платформы. К концу семиминутного теста 86% мышей в экспериментальной группе прыгнули, по сравнению с 31% в контрольной группе.
Затем исследователи изучили, можно ли уменьшить такое поведение путём изменения сигнализации дофамина. Метилфенидат, лекарство, обычно используемое для лечения СДВГ, не снизил значительно гиперактивность при введении самостоятельно модифицированным мышам. Однако при введении вместе с хинпиролом, препаратом, активирующим D2R, мыши стали менее гиперактивны и показали менее импульсивное поведение.
В течение семиминутного теста доля нокаутных мышей, которые прыгнули, снизилась с 78% без лечения до 11% после введения обоих препаратов вместе.
"Это базовое исследование и не приведёт немедленно к новому лечению. Однако оно предоставляет важные подсказки для понимания того, как дисфункция дофаминергической системы может способствовать СДВГ. В будущем эти находки могут помочь разработать новые терапевтические стратегии, нацеленные на функцию D2R и дофаминергическую сигнализацию полосатого тела, особенно для лечения устойчивого к лечению СДВГ," заключает Ксие.