S-a găsit o genă legată de autism care modelează conexiunile nervoase

Rezumat: Gena legată de autism Gabrb3 pare să modeleze formarea de conexiuni neuronale normale și atipice în creier.

Font: Universitatea Cornell

O genă legată de tulburările din spectrul autismului joacă un rol critic în dezvoltarea timpurie a creierului și poate modela formarea conexiunilor nervoase normale și atipice în creier, potrivit unui nou studiu realizat de cercetătorii de la Weill Cornell Medicine.

Studiul, publicat pe 28 noiembrie în Neuron, a folosit o combinație de experimente genetice sofisticate la șoareci și analiza datelor imagistice ale creierului uman pentru a înțelege mai bine de ce mutațiile unei gene numite Gabrb3 sunt asociate cu un risc ridicat de a dezvolta tulburări din spectrul autismului (ASD) și o boală asociată afecțiunii numită Sindrom Angelman. Ambele condiții implică comportamente anormale și răspunsuri neobișnuite la stimuli senzoriali, care par să provină, cel puțin parțial, din formarea de conexiuni atipice între neuronii din creier.

„Conexiunile neuronale din creier și sincronizarea rețelelor neuronale de dezvoltare sunt perturbate la persoanele cu tulburări din spectrul autist, iar genele specifice sunt implicate în patogeneza ASD”, a spus co-autorul Dr. Rachel Babij, fost student la Weill Cornell/Rockefeller. /Sloan Kettering Tri-Institutional MD-Ph.D. program în laboratorul Nataliei De Marco Garcia, profesor asociat la Feil Family Brain and Mind Research Institute de la Weill Cornell Medicine.

Gena Gabrb3 codifică o parte dintr-o proteină receptor cheie care se găsește în conexiunile inhibitoare din creier, care reprimă activitatea neuronală pentru a menține ordinea în sistemul nervos, la fel ca ofițerii de poliție care dirijează traficul. În timpul dezvoltării, Gabrb3 pare, de asemenea, să ajute la determinarea modului în care se formează conexiunile creierului.

Pentru a afla cum funcționează Gabrb3, Babij și colegii săi au urmărit semnalizarea celulară în creierul animalelor normale și a celor cărora le lipsește gena la începutul dezvoltării lor.

Experimentele preclinice, pe care Babij le-a efectuat împreună cu co-autorul Camilo Ferrer, un asociat postdoctoral în laboratorul De Marco Garcia, și alții, au arătat că șoarecii lipsiți de Gabrb3 nu reușesc să formeze rețeaua normală de conexiuni între neuroni dintr-o anumită regiune a creierului. implicate în procesarea senzorială.

„Nu este o problemă generalizată în care fiecare neuron nu va reuși să contacteze, sau să contacteze inadecvat, țintele sale; dar este de fapt un subset de celule care sunt mai susceptibile la acest lucru”, a spus De Marco Garcia, care este autorul principal al lucrării.

În colaborare cu laboratorul Dr. Theodore Schwartz de la Weill Cornell, autorii au demonstrat că rezultatul net al ștergerii lui Gabrb3 este o creștere a conexiunilor funcționale dintre cele două emisfere ale creierului la șoarecii modificați genetic, în comparație cu cei cu un gena Gabrb3. Șoarecii modificați genetic sunt, de asemenea, hipersensibili la atingere.

„Practic, ceea ce vedem este că acești neuroni sunt mai sensibili la stimulii senzoriali după ștergerea acestei gene”, a spus De Marco Garcia.

Conectivitatea creierului se modifică odată cu ștergerea unei gene asociate cu autismul. Neuronul este pe o parte a creierului (marcat cu roșu), iar terminațiile nervoase provin din cealaltă parte a creierului (marcate cu verde). Credit: Camilo Ferrer

Echipa a colaborat apoi cu laboratorul Dr. Conor Liston de la Weill Cornell pentru a examina rolul genei folosind date de neuroimagistică de la subiecți umani. Cercetătorii au descoperit o corelație între distribuția spațială a genei umane GABRB3 și conectivitatea nervoasă atipică la persoanele cu TSA.

„Cu cât expresia GABRB3 este mai mică în anumite regiuni ale creierului, este probabil ca aceste regiuni să conțină mai multe conexiuni nervoase atipice”, a spus De Marco Garcia.

Deși avertizează că este imposibil să se facă paralele directe între datele preclinice și cele umane, De Marco García sugerează că ambele analize indică un model de tulburări neurologice în care modificări ale genelor precum GABRB3 ar putea duce la modificări specifice ale modelelor de cablare neuronală, care în conduce la comportamente anormale. Interacțiunile dintre diferite gene, fiecare cu efecte ușor diferite, ar putea produce rezultate substanțial diferite.

Babyj este de acord. „Ce determină o persoană să dezvolte schizofrenie în timp ce alta dezvoltă TSA, când ambele au un anumit element de disfuncție neuronală inhibitorie? Cred că ceva despre subtipurile specifice de neuroni afectați și despre mutațiile care îi afectează ar putea influența modul în care oamenii dezvoltă aceste boli diferite”, a spus el.

Despre această cercetare știri despre ASD și genetică

Autor: alan porumbel
Font: Universitatea Cornell
A lua legatura: Alan Dove – Universitatea Cornell
Imagine: Imaginea este creditată lui Camilo Ferrer.

cercetare originală: acces închis.
„Gabrb3 este necesar pentru integrarea funcțională a subtipurilor de neuroni piramidali în cortexul somatosenzorial” de Rachel Babij și colab. Neuron


rezumat

Vezi si

Aceasta arată o diagramă a intestinului.

Gabrb3 este necesar pentru integrarea funcțională a subtipurilor de neuroni piramidali în cortexul somatosenzorial

Reflexe

  • garb3 este necesar pentru desincronizarea rețelei corticale în S1 murin
  • Perturbarea GABAergică are ca rezultat o conectivitate contralaterală sporită, dar nu ipsilaterală.
  • garb3 ablația duce la creșterea răspunsurilor dependente de mustață în timpul dezvoltării șoarecelui
  • Modelul spațial al omului GABRB3 expresia se corelează cu conectivitatea atipică în TSA

rezumat

Disfuncția circuitelor energetice ale acidului gamma-aminobutiric (GABA) este puternic asociată cu tulburările de neurodezvoltare. Cu toate acestea, nu este clar modul în care predispozițiile genetice afectează asamblarea circuitelor.

Purtare Trăi imagistica de calciu cu doi fotoni, câmp larg la șoareci în curs de dezvoltare, arătăm că garb3o genă puternic asociată cu tulburarea spectrului autist (ASD) și sindromul Angelman (SA), este îmbogățită în neuroni piramidali proiectați contralateral și este necesară pentru funcția inhibitoare.

Vă informăm că garb3 ablația duce la scăderea dezvoltării la sinapsele GABAergice, creșterea sincroniei rețelei locale și îmbunătățirea de durată a conectivității funcționale a subtipurilor de neuroni piramidali contralaterali, dar nu ipsilaterali.

De asemenea, garb3 deleţia conduce la un răspuns cortical crescut la stimularea tactilă în stadiile neonatale.

Folosind transcriptomica umană și seturi de date neuroimagistice de la subiecții cu TSA, arătăm că distribuția spațială a GABRB3 expresia se corelează cu conectivitatea atipică la acești subiecți.

Studiile noastre relevă nevoia de garb3 în timpul apariţiei circuitelor interemisferice pentru procesarea senzorială.

Add Comment