Мыши-аутисты склонны к мазохизму

Лабораторные мыши на своем примере показали ученым, как один неработающий ген приводит к неработающим синапсам, а они -- к тревожному и асоциальному поведению с навязчивыми состояниями.

Основные симптомы аутизма – ослабление или полная утрата социальных контактов, снижение коммуникации, ограничение интереса к жизни, появление стереотипного поведения. Несмотря на многочисленные исследования, нейробиологическая основа этой болезни остается под вопросом. И чтобы понять ее, исследователи повторили спектр аутичных нарушений у лабораторных мышей. Мыши-мутанты наглядно показали, что происходит в мозге страдающих аутизмом людей.

Генетический вклад в аутизм бесспорен, он доказан наблюдениями за однояйцевыми близнецами. Среди генов-кандидатов в виновники болезни несколько кодируют белки синапсов – контактов между нейронами. Один из самых вероятных кандидатов – ген Shank3, который отвечает за работу молекул на так называемой постсинаптической мембране, на которую поступает нейромедиатор глутамат. Ученые из Медицинского центра Университета Дьюка (Duke University Medical Center) в Дареме, Северная Каролина, и Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) получили мутантных мышей с заблокированным геном Shank3.

Аутичные мыши склонны к мазохизму

Грызуны с неработающим геном по поведению сильно отличались от своих нормальных собратьев. Мыши – животные общественные, они много времени проводят в контакте друг с другом: обнюхивают, занимаются взаимной чистой шерсти. Мутанты же вели себя как настоящие аутисты -- избегали контактов. Кроме того, обнаружилось, что у этих угрюмых одиночек на теле появляются залысины и язвы. Наблюдение показало, что это не «боевые раны», полученные в драках. Мутанты наносят повреждения сами себе тем, что беспрерывно усиленно чистят свою шерсть. Это явно навязчивое стремление к чистоте и приводит к расчесам до кровавых язв.

Ученые изучили мутантов в некоторых тестах на поведение. По уровню двигательной активности они не отличались от контрольных мышей. Но на открытой арене значительно реже поднимались на задние лапы, что указывает на сниженный интерес к окружающей среде. Другой тест показал повышенную тревожность мутантов и страх перед новизной, хотя их способности к обучению не пострадали.

Недостаток контактов, нейронных и социальных

Самый характерный признак аутизма – дефицит социальности. Помимо наблюдений за мутантами, биологи провели несколько экспериментов на социальное поведение. Когда мутантам предлагали на выбор пустую клетку и клетку со знакомым партнером, они стремились быть ближе к пустой клетке. При появлении нового партнера в отличие от нормальных мышей, проявлявших к нему немедленный интерес, мутанты его избегали.

Электрофизиологическими и биохимическими методами ученые выявили у мутантов дефекты синапсов в полосатом теле и в нейронном контуре, идущем от полосатого тела к коре. Уменьшалось число самих синапсов, что было видно по снижению количества шипиков на дендритах. А в синапсах уменьшалась плотность рецепторов на постсинаптической мембране.

Ученые проверили предположение, что аутизм сопровождается увеличением объема мозга, по крайней мере, отдельных его частей. Методом магнитно-резонансной томографии они промерили мутантам мозг. По объему целого мозга они не отличались от нормальных мышей, но величина хвостатого ядра (это часть полосатого тела) у мутантов оказалась достоверно больше нормы.

Работа с мышами-аутистами продемонстрировала критическую роль гена Shank3 в нормальном развитии синапсов и его связь с развитием аутизма. Полученные результаты ученые опубликовали в Nature. Теперь дело за тем, чтобы использовать полученные знания для лечения болезни, которая сильно осложняет жизнь детей и взрослых.