Возникновение шизофрении связано с соматическими изменениями генома, произошедшими во время внутриутробного развития

Учёные обнаружили корреляцию между шизофренией и соматическими вариациями числа копий генов NRXN1 и ABCB11, возникающими на ранних этапах эмбриогенеза. Это исследование является одним из первых, в котором описана взаимосвязь между постзиготическими изменениями генома и риском развития данного заболевания. Результаты работы опубликованы в журнале Cell Genomics.

Шизофрения – это серьезное психическое расстройство, манифестирующее, как правило, у взрослых. Точные причины развития этого заболевания до сих пор не выявлены, однако существует мнение, что пусковым механизмом является комбинация внешних и генетических факторов.

«Когда-то считалось, что генетические заболевания передаются исключительно от родителей, но теперь известно, что механизмы возникновения мутаций могут быть совершенно разными. В этом исследовании мы анализировали соматические изменения генома, которые произошли во время внутриутробного развития», – говорит ведущий автор работы Крис Уолш (Chris Walsh), научный сотрудник Медицинского института Говарда Хьюза (Howard Hughes Medical Institute), заведующий отделением генетики Бостонской детской больницы (Boston Children's Hospital).

В отличие от унаследованных вариантов, присутствующих во всех клетках организма, соматические могут быть обнаружены только в части клеток, в каких именно зависит от этапа эмбриогенеза, во время которого произошла генетическая поломка. Если изменения возникают на ранних стадиях внутриутробного развития, вариант можно выявить в разных тканях в мозаичной форме. Таким образом, исследователи могут идентифицировать ранние постзиготические вариации, присутствующие, например, в нейронах и лейкоцитах.

«Если мутация возникает сразу после оплодотворения, на стадии двух клеток, её можно обнаружить в половине клеток тела. Если поломка произошла в геноме одной из четырёх первых клеток, она будет присутствовать примерно в 25% клеток организма, и так далее», – говорит Уолш.

Исследователи проанализировали геномы более 20 000 людей как с шизофренией, так и без неё, данные были предоставлены Консорциумом генетики психиатрических заболеваний (Psychiatric Genomics Consortium). Учёным удалось идентифицировать два гена NRXN1 и ABCB11, соматические вариации которых коррелировали со случаями шизофрении. NRXN1, влияющий на проводимость сигналов в мозге, ранее уже связывали с развитием данного заболевания, однако вариации числа копий в этом гене, возникшие de novo, были описаны впервые. О гене ABCB11 было известно только то, что он кодирует синтез печёночного белка.

«Мы не ожидали обнаружить связь шизофрении с геном ABCB11: ранее встречались немногочисленные исследования, в которых описывались мутации гена ABCB11, влияющие на резистентность к некоторым препаратам, применяемым при шизофрении», – говорит Эдуардо Мори (Eduardo Maury), докторант Программы Гарвардского Массачусетского института по медицинским наукам и технологиям (Harvard-MIT's).

В ходе исследования было обнаружено, что ген ABCB11 экспрессируется в специфических нейронах, которые переносят дофамин из ствола в кору головного мозга. Считается, что большинство препаратов от шизофрении действуют на эти клетки и снижают уровень дофамина, таким образом можно объяснить ранее описанную резистентность к лечению при наличии мутаций в гене ABCB11.

Сейчас команда работает над выявлением других вариаций, которые могут быть связаны с шизофренией. Чтобы обнаружить специфичные мутации, учёные продолжат исследовать не только кровь пациентов, но и клетки мозга. Специалисты считают, что соматические вариации числа копий генов являются недостаточно изученным фактором риска развития многих других заболеваний нервной системы.

«В этом исследовании мы показали, что соматические варианты оказывают влияние на развитие шизофрении у взрослых. Это указывает на то, что другие заболевания нервной системы также могут быть связаны с различными постзиготическими поломками генома», – говорит Мори.

Источник: https://medicalxpress.com/news/2023-07-schizophrenia-somatic-mutations-utero.html