Что такое виртуальная гистология? Какие изменения в височной доли мозга отмечаются при шизофрении? Что показывает посмертная гистология мозга при основных психических расстройствах? Какие нейроны в наибольшей степени страдают при психических расстройствах? От чего зависит риск возникновения психических расстройств?
Для пациента и его родственников
Магнитно-резонансная томография позволила исследовать морфологию коры головного мозга, такую как толщина коры и площадь поверхности, при различных психических расстройствах. "Виртуальная гистология" - это подход, который в пространстве коррелирует профиль, полученный с помощью МРТ, такой как межрегиональный профиль групповых различий в толщине коры, с межрегиональными профилями экспрессии генов, специфичных для клеток (Patel Y, et.al., 2019) . Виртуальная гистология выявила общие клеточно-специфические связи между экспрессией генов ex vivo и групповыми различиями в толщине коры, полученными с помощью МРТ. Все нарушения показали отрицательную связь с профилями экспрессии, специфичными для пирамидных клеток CA1. Области с большими различиями в толщине коры — это области с большей экспрессией пирамидальных (CA1-подобных) специфических генов в нормальном человеческом мозге, что потенциально указывает на уязвимость этих областей при основных психических расстройствах.
Меньшая толщина коры в височной доле в случаях является общей чертой синдрома дефицита внимания и гиперактивности, аутизме, обсессивно- компульсивным расстройством и шизофрении ( Thompson P, et.al., 2020).
Для врача
Более меньшая плотность нейронов и/или размер нейронов были зарегистрированы при растройствах аутистического спектра, биполярном аффективном расстройстве, большом ( рекуррентном) депрессивном расстройстве, обсессивно-компульсивном расстройстве и шизофрении. Подобные изменения плотности глиальных клеток (астроцитов, микроглии или олигодендроцитов) наблюдались при аутизме, биполярном расстройстве, большом депрессивном расстройстве и шизофрении. Набор пирамидальных генов CA1 обогащен биологическими процессами, связанными с ветвлением дендритов, а обширное ветвление дендритов является ключевым морфологическим фенотипом пирамидных нейронов. Дендриты контролируют поток и интеграцию информации внутри нейронов и являются средством структурной пластичности коры головного мозга. Ремоделирование дендритных деревьев и дендритных шипов наблюдалось в результате воздействия окружающей среды (стресс и сенсорное обогащение/депривация) и генетических влияний, действующих как на раннем, так и на более позднем этапе жизни. Изменения в морфологии дендритов, такие как уменьшение размеров дендритных разветвлений, были описаны в посмертных образцах мозга пациентов с расстройством аутистического спектра, биполярном аффективном расстройстве, шизофрении, депрессии и расстройствами тревожного спектра (Mukaetova-Ladinska E., et.al., 2014). Существуют убедительные генетические, молекулярные и гистологические данные, демонстрирующие синаптическую дисфункцию и патологические изменения плотности и морфологии позвоночника при психических расстройствах. Изменения в этих процессах, вероятно, влияют на структурную пластичность и последующее формирование сложных и адаптируемых цепей нейронов. Как генетические, так и зависящие от опыта факторы играют роль в структурной пластичности на протяжении всей жизни, и сумма этих факторов может увеличить или уменьшить риск развития психического расстройства. Эти структурные (дендритные отростки) изменения выражены в периоды взросления (детство и юность), совпадающие с пиковым возрастом заболеваемости психическими расстройствами (Paus T, et.al., 2008).
Для исследователя
Как показали посмертные исследования, существуют тонкие различия в клеточном составе коры головного мозга пациентов с диагнозом различных психических расстройств, например, такие как плотность нейронов и/или глиальных клеток и степень разветвления дендритов. Несмтоя на то, что панель пирамидальных клеток CA1 маркируется в зависимости от источника этих клеток (область CA1 гиппокампа), это не означает, что биологические процессы, вовлеченные в гены CA1, ограничиваются этой областью; на самом деле, сходные молекулярные процессы присутствуют во всей коре головного мозга человека. Исследования, связывающие клеточно-специфические гены с психиатрическими генами, связанными с полногеномном исследовании (GWAS), показывают аналогичное обогащение пирамидных клеток CA1 при расстройствах аутистического спектра, биполярном аффективном расстройстве и шизофрении. Это линия доказательств, связывает генетически идентифицированное обогащение пирамидных клеток CA1 с выявленным с помощью МРТ обогащением пирамидных клеток CA1 при психических расстройствах (Bryois J, et.al., 2019).
Литература
Bryois J, Skene NG, Folkmann Hansen T, et al.. Genetic Identification of Cell Types Underlying Brain Complex Traits Yields Novel Insights Into the Etiology of Parkinson’s Disease. bioRxiv. Published online January 1, 2019:
Mukaetova-Ladinska EB, Arnold H, Jaros E, Perry R, Perry E. Depletion of MAP2 expression and laminar cytoarchitectonic changes in dorsolateral prefrontal cortex in adult autistic individuals. Neuropathol Appl Neurobiol. 2004;30(6):615-623.
Patel Y, Shin J, Gowland PA, Pausova Z, Paus T; IMAGEN consortium . Maturation of the human cerebral cortex during adolescence: myelin or dendritic arbor? Cereb Cortex. 2019;29(8):3351-3362
Paus T, Keshavan M, Giedd JN. Why do many psychiatric disorders emerge during adolescence? Nat Rev Neurosci. 2008;9(12):947-957
Thompson P, Jahanshad N, Ching CR, et al.. ENIGMA and global neuroscience: a decade of large-scale studies of the brain in health and disease across more than 40 countries. Transl Psychiatry. 2020;10(1):100.
Добавить комментарий