Исследователи в Институте Стволовой клетки Ansary и Отделении Психиатрии в Вейле Корнелле, Медицинский Колледж обнаружил, что мыши, пропускающие единственный ген, развили повторяющиеся как будто обсессивно-компульсивные поведения. Генетически измененные мыши, ведшие себя во многом как люди с определенным типом синдрома навязчивых состояний (OCD), могли помочь ученым проектировать новые методы лечения для этого изнурительного условия.Исследователи сделали это случайное открытие при рассмотрении роли гена, названного Slitrk5, который они ранее связали со стволовыми клетками крови и сосудистыми клетками. В онлайновом выпуске 25 апреля Медицины Природы они сообщают, как в последующих исследованиях мыши, у которых ген был отключен («пробитый»), продемонстрировали одержимый самоуход и чрезвычайное беспокойство.
Дальнейшее исследование показало, что frontal lobe-to-striatum схема мозгов этих мышей была изменена теми же способами, вовлеченными в OCD у людей.Это открытие связывает Slitrk5 с развитием подобных OCD поведений и предлагает ученым новую модель мыши нарушения, говорят главные co-следователи исследования, доктор Шэхин Рэфий и доктор Фрэнсис С.И. Ли. Доктор Рэфий является директором Института Стволовой клетки Ansary и преподавателем в генетической медицине Вейл Корнелл Медицинский Колледж и и следователь HHMI.
Доктор Ли является адъюнкт-профессором психиатрии и фармакологии в Медицинском Колледже.«В целом, наши данные предполагают, что Slitrk5 может иметь центральную роль в развитии основных симптомов OCD – самовредное, повторяющееся поведение и увеличенное беспокойство», говорит доктор Рэфий. «Очень немного психических расстройств были связаны с единственным геном, и будет важно узнать, есть ли у пациентов с нарушением альтерация Slitrk5».
Результаты исследования могут помочь ученым лучше понять и развитие и лечение для один или больше нескольких различных типов человеческих поведений OCD, говорят доктор Сергей Шмельков и доктор Адилия Хормиго, авторы co-лидерства исследования и члены Института Стволовой клетки Ansary. Доктор Шмельков является преподавателем исследования ассистента генетической медицины, и доктор Хормиго является доцентом неврологии в Вейле Корнелле Медицинский Колледж и невропатолог в нью-йоркско-пресвитерианском Медицинском центре Корнелла Hospital/Weill.«Мы не можем провести прямые параллели между мышами и людьми, потому что поведение OCD у мышей обнаруживается как чрезмерный самоуход, и у людей существует широкий спектр поведений от мытья рук до других компульсивных действий, а также одержимых мыслей», говорит доктор Ли. «Но наше обнаружение измененного мозгового функционирования предлагает очень прочную связь в этом пункте к некоторым проблемам, замеченным у людей».Исследовательская группа не может сказать, почему ген, найденный в стволовых клетках крови и сосудистых клетках, мог быть вовлечен в поведенческое заболевание мозга, но они размышляют, что «перекрестная связь» между сосудистой системой в мозгу и нейронами в мозговой ткани может быть связью.
Доктор Рэфий и его коллеги ранее идентифицировали Slitrk5 в стволовых клетках прародителя, создающих кровь, и они впоследствии продемонстрировали, что белок, созданный этим геном, выражается при лейкозе, эмбриональных стволовых клетках, и в субпопуляциях эндотелиальных клеток, которые являются основными стандартными блоками для сердечно-сосудистой системы.В этом исследовании исследователи смотрели на эффекты, созданные, когда ген Slitrk5 был «выбит» у лабораторных мышей и заменен геном «репортера». «Мы сделали это, потому что мы хотели посмотреть на эффект на систему крови, которая является тем, чем мы прежде всего интересуемся», говорит доктор Шмельков. «Но мы не нашли ничего, которое было печально».Но тогда доктор Шмельков и доктор Хормиго заметили, что некоторые мыши нокаута начали развивать лицевые поражения, и в течение долгого времени, все мыши без Slitrk5 в конечном счете развили те же проблемы кожи. Они также заметили, что мыши были гиперактивны и, казалось, ухаживали за собой много.
Исследователи делали видеосъемку это поведение и определили количество его и нашли, что мыши нокаута ухаживали за собой значительно больше, чем сделал мышей дикого типа, служивших экспериментальным контролем. Ряд последующих экспериментов с учеными из лаборатории доктора Ли, доктором Кевином Бэтом и Ивой Динчевой, пришел к заключению, что мыши также значительно более беспокоились по сравнению с мышами контроля.
Ученые дали прозак, стандартное лекарственное средство, используемое в лечении для пациентов с OCD, к обоим наборам мышей, и нашли, что чрезмерный уход остановился полностью в подопытных животных. «Теперь, когда у нас есть эта модель мыши, мы можем проверить новые методы лечения на OCD, который может в конечном счете быть применен людям», говорит доктор Хормиго. «Мы знаем, что работы прозака повышают качество некоторых симптомов OCD у людей – лекарственное средство также работало на наших мышей OCD – но эффект может быть временным, и в более предназначенных лечениях нуждаются».Исследователи тогда посмотрели на функцию мозга у мышей. Путем исследования активности репортерного гена, которым заменили Slitrk5 у мышей нокаута, они нашли, что ген был активен всюду по мозгу, но чрезмерно активен в одной части лобной коры. Группа доктора Фрэнсиса Ли, включавшая авторов co-лидерства доктор Дэцян Цзин и Катя Проенка, затем выполнила сложные исследования и обнаружила структурные патологии в связанном отделе головного мозга, striatum, области мозга, вовлеченного в вознаграждение и принятие решений.
Нейроны в пределах striatum были менее сложными, чем в нормальной мозговой ткани, которая является проблемой, потому что эти нейроны действуют как поршень, получающий и передающий ввод к и от коры, говорит доктор Цзин. Дальнейшее расследование продемонстрировало, что уровень глутаматных рецепторов в этих определенных нейронах был уменьшен, по сравнению с мышами контроля." Эти молекулярные результаты исследования предполагают, что этот ген играет уникальную, неожиданную роль в изменении глутаматной передачи нервного импульса в этой определенной схеме», говорит г-жа Проенка.Другие исследователи создали модели мыши других типов только 2007 OCD. Однако впервые результаты исследования, включающие Slitrk5 доктором Рэфием, доктором Ли и их командами, являются соответствующими исследованиям отображения у людей с OCD, вовлекающими дисрегуляцию corticostriatal схемы в нарушении.
«Эта работа является неожиданным ответвлением от науки стволовой клетки в область психиатрии и могла потенциально иметь главное заявление на лечение психоневрологических болезней», говорит доктор Рэфий.В дополнение к ученым от Вейла Корнелла Медицинский Колледж, исследователи от Мемориала Онкологический центр Sloan-Кеттеринга; Instituto Gulbenkian de Ciencia, Оэйраш, Португалия; Фармацевтические препараты Regeneron, Тэрритаун, Нью-Йорк; и Медицинский центр Нью-Йоркского университета Langone способствовал работе.Исследование финансировалось Национальными Институтами Здоровья, Берроуз Wellcome Foundation, Международная Исследовательская организация Психического здоровья, Институт Sackler Развивающейся Психобиологии, Фонд Де-Уитта-Wallace нью-йоркского Общественного фонда, Консорциум Притцкера, Национальный Союз для Исследования в области Шизофрении и Депрессии, Милдред-Шил-Стифтанга, немецкого Krebshilfe, Института Gulbenkian Науки, параграф Fundacao Ciencia e Tecnologia, Говард Хьюз Медицинский Институт, Институт Стволовой клетки Ansary, Фонд Anbinder, Собственный Фонд Ньюмана, Катар Национальная Приоритетная Программа исследований, Совет по Стволовой клетке государства Империи и грант от Министерства здравоохранения штата Нью-Йорк.
Институт стволовой клетки AnsaryИнститут Стволовой клетки Ansary, созданный в Вейле Корнелле Медицинский Колледж в 2004 через щедрое пожертвование Shahla и Hushang Ansary, объединяет главную команду ученых, чтобы сосредоточиться на стволовых клетках – примитивные, неспециализированные клетки с непревзойденной возможностью сформировать все типы клеток, тканей и органов в теле. Видение Института Ansary должно помочь следовать впереди в медицине 21-го века путем использования этой новой области исследования с огромным потенциалом, чтобы облегчить человеческое страдание. Институт разрешает мультидисциплинарное сотрудничество и креативность исследователей Вейла Корнелла, а также помогает привлечь лучших и самых умных молодых исследователей в области.
Ученые из Института надеются обнаружить wellspring взрослых стволовых клеток в теле и способах управлять ими, чтобы лечить человеческую болезнь. В частности они надеются понять регулирование клеток, дающих начало таким важным составляющим как кровеносные сосуды, производящие инсулин клетки в поджелудочной железе (которые повреждены в диабетиках), и нейроны мозговой и нервной системы.
ИсточникНью-йоркско-пресвитерианский Медицинский центр Больницы/Колумбийского университета