" Krankheiten von Synapsen " demo'd in einer Schale

    Forscher haben lange vermutet, dass große psychische Erkrankungen sind genetisch verwurzelte Erkrankungen der Synapsen - die Verbindungen zwischen den Neuronen . Nun , zum Teil durch die National Institutes of Health in Patientenzellen gezeigt unterstützt Forscher , wie eine seltene Mutation in einem Gen Verdächtigen stört das Ein- und Ausschalten von Dutzenden von anderen Genen zugrunde liegen diese Verbindungen .

     iPSC Cortex Neuron
    Synapsen - Websites der interzellulären Kommunikation - in einem reifen iPSC Kortex Neuronen von einem Teilnehmer an der Studie abgeleitet enthüllt. Immunbasierten Färbung zeigt Synapsen Marker (rot, grün) und dem Zellkern (blau).
    Bildnachweis: Hongjun Lied , Ph.D., Johns Hopkins University

    "Unsere Ergebnisse zeigen, wie genetisches Risiko , abnorme Entwicklung des Gehirns und Synapse Dysfunktion beschädigen kann Gehirn-Schaltung auf der zellulären Ebene in komplexen psychiatrischen Erkrankungen ", erklärte Hongjun Lied , Ph.D. , Von der Johns Hopkins University , Baltimore, Stipendiat der NIH National Institute of Mental Health ( NIMH ) , einem Geldgeber der Studie.

    Song und Kollegen von den Universitäten in den USA , China und Japan, berichten über ihre Entdeckung in der Zeitschrift Nature .

    " Die in dieser Studie verwendeten Ansatz dient als Modell für die Verknüpfung von genetischen Hinweise auf die Entwicklung des Gehirns ", sagte NIMH Direktor Thomas R. Insel , MD

    Die meisten großen mentalen Störungen, wie Schizophrenie , Wird angenommen, dass durch ein komplexes Zusammenspiel von mehreren Genen und Umweltfaktoren verursacht werden. Doch das Studium seltenen Fällen eines einzelnen KrankheitsgebundenenGen, das in der Familie läuft können Verknüpfungen zu entdecken ist. Vor Jahrzehnten verfolgt die Forscher eine hohe Prävalenz von Schizophrenie und anderen schweren psychischen Störungen - die oft überlappen genetisch - in einem schottischen Clans , um Mutationen in dem Gen DISC1 ( Gestörte In Schizophrenia -1). Aber bis jetzt , die meisten von dem, was zu zellulären Wirkungen solcher DISC1 Mutationen bekannt, hat sich von Studien im Gehirn von Nagetieren zu kommen.

    Um zu erfahren , wie das menschliche Nervenzellen betroffen sind, verwendet Songs Team eine Krankheit - in-a- Schale Technologie namens induzierte pluripotente Stammzellen ( iPS-Zellen ) . Eines Patienten Hautzellen werden zunächst veranlasst, zurück auf Stammzellen . Stammzellen spielen eine kritische Rolle bei der Entwicklung des Organismus durch Transformation in den gesamten Bereich von spezialisierten Zellen , aus denen sich ein Erwachsener . In diesem Experiment wurde diese besondere " zurückgesetzt " Stammzellen wurden überredet , in Neuronen, die studiert könnte die Entwicklung und Interaktion in einer Petrischale werden zu differenzieren. Dies macht es möglich, festzulegen , zum Beispiel, wie Mutation eines bestimmten Patienten kann Synapsen beeinträchtigen. Song und Kollegen untersuchten iPSCs aus vier Mitgliedern einer amerikanischen Familie von DISC1 gebundenen Schizophrenie betroffen und genetisch bedingten psychischen Störungen .

    Auffallend ist, dass iPS -induzierten Nervenzellen eines Typs vor Hirnregionen in Verbindung gebracht gefunden Psychose Drückten 80 Prozent des Proteins durch die DISC1 Gens in Familienmitgliedern mit der Mutation hergestellt , im Vergleich zu Mitgliedern ohne die Mutation . Diese mutierten Neuronen zeigten defiziente Zellmechanismus für die Kommunikation mit anderen Neuronen Synapsen.

    Die Forscher verfolgen diese Defizite zu fahrenden Expression von Genen bekannt, dass in der synaptischen Übertragung , die Entwicklung des Gehirns und Tastenerweiterungen von Neuronen Synapsen , wo befinden sich beteiligen. Unter diesen abnormal exprimierten Gene wurden 89 zuvor an Schizophrenie , bipolare Störung . Depression Und anderen großen psychischen Störungen . Dies war überraschend , da DISC1 Rolle als Knotenpunkt , der die Expression von vielen Genen in psychischen Störungen in Verbindung gebracht regelt bisher nicht gewürdigt worden , sagen die Forscher.

    Der Clou kam, als die Forscher experimentell erzeugten die Synapse Defizite durch die gentechnische Veränderung der DISC1 Mutation in sonst normalen iPSC Neuronen - und umgekehrt, korrigiert die Synapse Defizite in DISC1 Mutante iPSC Neuronen durch die gentechnische Veränderung einer voll funktionsfähigen DISC1 Gen in ihnen . Dies festgestellt, dass die DISC1 Mutation , war in der Tat die Ursache für die Defizite.

    Die Ergebnisse deuten darauf hin, eine gemeinsame Krankheitsmechanismus in den großen psychischen Erkrankungen , die genetisches Risiko , anomale Entwicklung des Nervensystems und Synapse Dysfunktion integriert . Das Gesamtkonzept kann Versprechen zum Testen mögliche Behandlungen zu synaptischen Defizite korrigieren halten , sagen die Forscher.