Те же механизмы могут лежать в основе когнитивных нарушений, наблюдаемых у пожилых людей и людей с шизофренией. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature.
В этой работе исследователи проанализировали экспрессию генов на уровне одной клетки в посмертных образцах мозга 94 человек с шизофренией и 97 здоровых людей. Эта генная активность была изменена в двух типах клеток, обнаруженных в мозге, как в нейронах, так и в астроцитах. Всего было проанализировано 1,2 миллиона клеток. Это показало, что в нейронах экспрессия изменяется в генах, которые связаны с частями синапсов, пространством, где нейроны встречаются и общаются; и в астроцитах, в генах, которые связаны с синаптической функцией.
Этот синхронизированный набор генетических изменений был назван исследователями «программой синаптических нейронов и астроцитов» (SNAP). Было обнаружено, что активность гена SNAP всегда увеличивается или уменьшается скоординированным образом как в нейронах, так и в астроцитах.
«Наука часто фокусируется на том, какие гены каждый тип клеток экспрессирует сам по себе», — сказал соавтор исследования профессор Стив МакКэрролл, член Института Броуда Массачусетского технологического института и Гарварда. «Но ткани мозга многих людей и анализ этих данных с помощью машинного обучения помогли нам распознать более крупную систему. Эти типы клеток не действуют как независимые сущности, но имеют очень тесную координацию. От прочности этих отношений у нас перехватило дыхание».
В то время как многие люди могут ассоциировать шизофрению с такими симптомами, как бред, она также может вызвать снижение когнитивных функций, которое может быть серьезным. Лечения этой когнитивной проблемы, которая наблюдается и у пожилых людей, не существует. Предыдущая работа показала, что гены, влияющие на шизофрению, также связаны с синаптической функцией.
Также было обнаружено, что SNAP значительно различается даже среди людей без шизофрении, поэтому SNAP также может быть связан с различиями в когнитивных способностях у здоровых людей. Активность генов SNAP также снижалась с возрастом, независимо от того, страдали ли они шизофренией или нет.
Исследователи отметили, что изучение генов SNAP также может помочь ученым создать более эффективные терапевтические средства для снижения когнитивных способностей при старении или симптомов шизофрении.
Теперь ученые хотят знать, работают ли подобные генетические изменения при других состояниях, таких как депрессия или биполярное расстройство, и как SNAP может быть связан с синаптической пластичностью.