Исследователи определили впервые основные гены, что они верят контролю сотни других генов, которые связаны с болезнью Альцгеймера, болезнью Паркинсона, посттравматическим стрессовым расстройством, ударом, синдромом дефицита внимания и гиперактивности, аутизмом, депрессией, шизофренией и другими расстройствами.Знание, что основные гены, могло дать цели ученых новых фармацевтических препаратов, чтобы лечить заболевания мозга.
В конечном счете ученые могли бы даже быть в состоянии изучить, как повторно изменить поврежденные гены, чтобы снизить риск для болезней, и открытие могло помочь исследователям определить химические соединения и продукты, которые борются с болезнью, восстанавливая те гены.«Мы полагаем, что эти основные гены ответственны за травматическое повреждение головного мозга, неблагоприятно вызывающее изменения во многих других генах», сказал Ся Ян, ведущий автор исследования и адъюнкт-профессор Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе интегральной биологии и физиологии.У генов есть потенциал, чтобы стать любым из нескольких типов белков, и травматическое повреждение головного мозга может повредить основные гены, которые могут тогда привести к повреждению других генов.
Тот процесс может произойти несколькими способами, сказал Янг, который является членом Института Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе Количественных и Вычислительных Биологических наук. Каждый – это, травма может в конечном счете принудить гены производить белки неправильных форм. Другой должен изменить количество выраженных копий гена в каждой клетке.
Любое изменение может препятствовать тому, чтобы ген работал правильно. Если ген превращается в неправильную форму белка, это могло бы привести к болезни Альцгеймера, например.«Очень мало известно о том, как люди с мозговой травмой – как футболисты и солдаты – заболевают неврологическими расстройствами позже в жизни», сказал Фернандо Гомес-Пинилья, преподаватель Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе нейрохирургии и интегральной биологии и физиологии и co-ведущего-автора нового исследования. «Мы надеемся узнать намного больше о том, как это происходит».Исследование появляется в EBioMedicine, журнал, изданный Клеткой и The Lancet.
Исследователи обучили 20 крыс сбегать из лабиринта. Они тогда использовали жидкость, чтобы произвести подобную сотрясению травму головного мозга у 10 из крыс; эти 10 других не получили травмы головного мозга. То, когда крысы были размещены в лабиринт снова, те, которые были ранены, взяло приблизительно на 25 процентов дольше, чем нетравмированные крысы, чтобы решить его.
Чтобы изучить, как гены крыс изменились в ответ на травму головного мозга, исследователи проанализировали гены от пяти животных в каждой группе. Определенно, они потянули РНК из гиппокампа, который является частью мозга, который помогает отрегулировать изучение и память, и от лейкоцитов, лейкоциты, которые играют ключевую роль в иммунной системе.
У крыс, которые получили травмы головного мозга, была основная группа из 268 генов в гиппокампе, который нашли исследователи, был изменен, и основная группа из 1 215 генов в лейкоцитах, которые они нашли, чтобы быть измененными.«Удивление состояло в том, сколько существенных изменений произошло с генами в клетках крови», сказал Янг. «Изменения в мозгу были менее удивительными.
Именно такой критический регион, таким образом, это имеет смысл, когда это повреждено, это сигнализирует к телу, что это под ударом».Почти две дюжины измененных генов присутствуют и в гиппокампе и в крови, которая представляет возможность, что ученые могли развивать основанный на гене анализ крови, чтобы определить, произошла ли травма головного мозга, и что измерение некоторых из тех генов могло помочь врачам предсказать, заболеет ли человек, вероятно, болезнью Альцгеймера или другими расстройствами.
Исследование могло также привести к лучшему способу диагностировать легкое травматическое повреждение головного мозга.У больше чем 100 из генов, которые изменились после травмы головного мозга, есть копии в людях, которые были связаны с неврологическими и психическими расстройствами, отчетом исследователей. Например, у 16 из генов, затронутых у крыс, есть аналоги в людях, и те гены связаны со склонностью к болезни Альцгеймера, отчетам об исследовании.
Исследователи также нашли, что четыре из затронутых генов в гиппокампе и один в лейкоцитах подобны генам в людях, которые связаны с ПТСР.Янг сказал, что исследование не только указало, какие гены затронуты травматическим повреждением головного мозга и связаны с серьезной болезнью, но также и могли бы указать на гены, которые управляют метаболизмом, коммуникацией клетки и воспламенением – который мог бы сделать их лучшими целями нового лечения заболеваний мозга.Исследователи теперь изучают некоторые основные гены, чтобы определить, вызывает ли изменение их также изменения в больших количествах других генов.
Если так, основные гены были бы еще более многообещающими как цели нового лечения. Они также планируют изучить явление у людей, которые получили травматическое повреждение головного мозга.
В исследовании 2016 года Ян, Гомес-Пинилья и коллеги сообщили, что сотни генов могут быть повреждены фруктозой и что омега 3 жирных кислоты, названные docosahexaenoic кислотой или DHA, кажется, обращает вредные изменения, произведенные фруктозой. Один из генов, которые они определили в том исследовании, Fmod, также был среди основных генов регулятора, определенных в новом исследовании.
Не все с травматическими повреждениями головного мозга заболевают теми же самыми болезнями, но более тяжелые травмы могут повредить больше генов, сказал Гомес-Пинилья, который также является членом Научно-исследовательского центра Травмы головного мозга Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.