Функцию белка SAP-97, тесно связанного с развитием шизофрении, раскрыли ученые из Университета Южной Калифорнии (USC). 10 февраля результаты их исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

Научным достижением исследовательской группы стало определение места действия SAP-97 в мозге — в области гиппокампа под названием «зубчатая извилина». Оно может способствовать привести к улучшению существующих методов лечения этой тяжелой болезни.

Как напоминают ученые в своей статье, шизофрения — это изнурительное психическое расстройство, от которого страдают около 20 миллионов человек во всем мире. Симптомы этого расстройства включают галлюцинации, бред, отсутствие эмоций, потерю чувства личности, неспособность контролировать свои действия и нарушения памяти.

Несмотря на многолетние исследования и выявления ответственности генетических изменений в мозге больного, для науки остается неясным, какие клеточные и молекулярные механизмы в головном мозге нарушены у больных шизофренией. Также неясно, какие именно области мозга сильно затронуты нарушением этих механизмов.

Были выявлены генетические факторы риска, повышающие предрасположенность к развитию заболевания, а также точечные мутации, оказывающие вероятное влияние на пластичность мозга, динамику мозговых связей и их адаптацию к обучению и жизненному опыту.

Профессор физиологии в Медицинской школе Университета Кейо Хидеюки Окано утверждает, что микроделеция (поломки сегмента хромосом) на хромосоме 22 в области q11 увеличивает риск развития шизофрении на 25%. При этом все накопленные данные подтверждают связь между потерей функции SAP97 и шизофренией, отмечают авторы статьи.

Так, ген, кодирующий SAP-97, DLG1, недавно был идентифицирован как потенциальный центр синаптической дисфункции при шизофрении. Микроделеционные мутации, вызывающие потерю DLG1, в 40 раз повышают риск развития шизофрении.

SAP-97, мембрано-ассоциированный гуанилат киназный белок (MAGUK), относится к семейству белков, содержащих основные компоненты глутаматергического, опосредованного глутаматом синапса.

Они образуют белковый каркас синапсов (место связи между нейронами). Глутамат в мозге позвоночных является основным возбуждающим нейротрансмиттерм, передающим нервные сообщения от синапса к следующему нейрону. SAP-97 может регулировать глутаматергическую сигнализацию между нейронами мозга и таким образом влиять на формирование и хранение воспоминаний.

Поскольку многолетние поиски механизма влияния SAP-97 на развитие шизофрении в областях мозга, которые, как было установлено ранее, ответственны за регуляцию связи между нейронами, не дали результата, исследователи из USC стали изучать другую часть мозга, тесно связанную с шизофренией, — зубчатую извилину.

Зубчатая извилина — часть гиппокампа, она играет ключевую роль в процессах обработки пространственной информации и памяти, контролируя контекстуальную эпизодическую память — сознательное вспоминание жизненного опыта. Именно эта часть мозга ответственна за память о том, что с нами произошло, где и когда.

При шизофрении этот тип памяти часто искажается и нарушается, что может говорить о нарушениях в зубчатой извилине у человека с таким расстройством.

Изучая механизм синаптической регуляции у крыс с поврежденным SAP-97, исследовательская группа обнаружила изменения активности в зернистых нейронах зубчатой извилины.

Нейроны в зубчатой извилине с пониженной функцией SAP-97, показали чрезвычайно большое увеличение глутаматергической сигнализации, что означает перевозбуждение рецепторов. Скачки активности при этом ведут к серьезным нарушениям контекстуальной эпизодической памяти, что является симптомом шизофрении.

«Наше исследование раскрывает, где SAP-97 действует в мозге, и показывает, как именно мутации в этом белке, связанные с шизофренией, влияют на нейроны», — заявил Брюс Херринг, ведущий автор исследования.

Следующий этап своих исследований причин шизофрении ученые USC намерены посвятить поискам активности SAP-97 в других областях мозга, а также определить, приводят ли связанные с шизофренией мутации в других белках к аналогичному увеличению глутаматергической сигнализации в зубчатой извилине.

Благодаря полученным командой Херринг результатам выявление людей с риском развития шизофрении может стать проще — когда знаешь, где и что искать. Ученые надеются, что их исследование приведет к разработке новых мер по диагностике, профилактике и лечению шизофрении.