Низкий уровень белка в головном мозге, регулирующего экспрессию генов, может играть роль в возникновении биполярного расстройства, сложного и иногда приводящего к инвалидности психического заболевания. Как сообщалось в последнем выпуске журнала The International Society for Bipolar Disorders, посвященного биполярным расстройствам, уровни SP4 (специфический белок 4) были ниже в двух конкретных областях мозга в посмертных образцах от пациентов с биполярным расстройством. Исследование предполагает, что нормализация уровней SP4 может быть актуальной фармакологической стратегией для лечения расстройств настроения.
"Мы обнаружили, что уровни белка SP4 в префронтальной коре головного мозга и мозжечке были ниже в посмертных образцах от пациентов с биполярным расстройством по сравнению с образцами от контрольных субъектов, у которых не было этого заболевания," сказал соавтор Грейс Гилл, доктор философии, доцент кафедры анатомии и клеточной биологии Медицинской школы Университета Тафтса и член нейробиологии; генетика; факультеты программ клеточной, молекулярной биологии и биологии развития в Школе высших биомедицинских наук им. Саклера в Тафтсе.
Лабораторная группа Джилла в Тафтсе сотрудничала с исследователями из Испании и использовала посмертные образцы из программы сбора головного мозга испанского университета Страны Басков для исследования уровней белка SP4 в образцах от 10 пациентов с биполярным расстройством и 10 контрольных субъектов, сопоставимых по полу, возрасту и времени после смерти.
Команда сосредоточилась на префронтальной коре и мозжечке, потому что исследования изображений мозга показывают, что биполярное расстройство связано с изменениями в структуре этих областей мозга. Мало что известно о клеточных и молекулярных изменениях, которые происходят при биполярном расстройстве, особенно в мозжечке.
"Наши результаты показывают, что снижение активности белка SP4 может быть обычным явлением при биполярном расстройстве," заявила соавтор Белен Рамос, доктор философии, бывший научный сотрудник лаборатории Гилла, а теперь исследователь в Parc Sanitari Sant Joan de Déu (PSSJD) и Centro de Investigación Biomédica en Red de Salud Mental (CIBERSAM) в Барселоне, Испания.
Рамос объяснил, что SP4 относится к категории белков, известных как факторы транскрипции, которые регулируют экспрессию генов. "В то время как в этом исследовании изучались уровни белка SP4, мутации в гене, кодирующем белок SP4, были связаны с психическими заболеваниями, включая биполярное расстройство, плохо изученное заболевание, характеризующееся эпизодами аномально повышенного уровня энергии с депрессивными эпизодами или без них, а также шизофренией. и большое депрессивное расстройство. Таким образом, наше исследование дополняет растущее количество доказательств того, что изменения в регуляции генов способствуют развитию психических расстройств," сказал Рамос.
Дальнейший анализ показал, что уровни SP4 регулируются нейрональной активностью, что указывает на то, что этот фактор транскрипции важен для нормальной нейрональной передачи сигналов. "Глядя на нормальные нейроны крысы в культуре, мы обнаружили, что SP4 быстро разрушается ферментами в отсутствие нейрональной передачи сигналов, что мы называем недеполяризованным состоянием," сказал первый автор Ракель Пиначо, BS, MS, аспирант в лаборатории Рамоса в PSSJD.
В предыдущей работе исследователи определили важную роль SP4 в регуляции структуры нервных клеток во время развития. Взятые вместе, результаты показывают, что снижение уровня этого белка может способствовать изменению структуры нервных клеток в головном мозге.
"Кроме того," добавил Рамос, "мы продемонстрировали, что разрушение SP4 ферментами ингибируется литием, лекарством, широко используемым в качестве стабилизатора настроения у пациентов с биполярным расстройством. Когда литий добавлялся в клетки в недеполяризованном – неактивном – состоянии, уровни SP4 стабилизировались и повышались. Это открытие предполагает, что терапевтические эффекты лития могут быть связаны, по крайней мере частично, с изменениями экспрессии генов, ведущими к изменениям клеточной структуры и функций."
Помимо измерения уровней SP4, Гилл и его коллеги оценили уровни SP1, белка родственного фактора транскрипции, который, как сообщается, изменяется при шизофрении. Как и SP4, SP1 был снижен в мозжечке субъектов с биполярным расстройством. По мнению авторов, это открытие предполагает, что оба фактора могут быть релевантными регуляторами транскрипции, низкие уровни которых могут способствовать патогенезу биполярного расстройства и других психических заболеваний. Однако, в отличие от SP4, уровни SP1, по-видимому, не регулируются нейрональной активностью, что подчеркивает сложность механизмов, участвующих в функциональной специфичности в семействе факторов транскрипции SP.