2023 Autor: Bailey Leapman | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-05-20 22:44
Kahe oksüdatiivse stressi metabolismis paremini tuntud ensüümi aktiivsuse suurendamine muudab tavaliselt lõdvestunud hiired "närvilisteks nellideks", selgub Salki Bioloogiauuringute Instituudis läbi viidud uuringust ja avaldati ajakirja Nature varases veebiväljaandes..
Glüoksalaas 1 või glutatioonreduktaas 1 lokaalne üleekspresseerimine hiirte ajus suurendas märkimisväärselt tavaliselt lõdvestunud hiirte ärevust ja muutis niigi närvilised hiired veelgi ärevamaks. Glüoksalaas 1 inhibeerimisel oli vastupidine mõju.
"Praegu on psühhiaatrilistele haigustele eelsoodumust põhjustavate geenide kohta väga vähe teada," ütleb esimene autor Iiris Hovatta, kes oli uuringu ajal Salki geneetikalabori järeldoktorantuuris. "Kõik 17 geeni, mille me tuvastasime, on inimeste ärevushäirete jaoks väga head kandidaadid ja enamikku neist pole kunagi varem ärevusega seotud käitumisega seostatud," lisab ta.
"See on väga põnev uuring, mille käigus saame geneetiliselt sekkuda käitumistulemustesse, rõhutades teatud tunnuste geneetilist tugevat juhtmestikku," ütleb Salki Instituudi geneetikalabori professor Inder Verma.
17 kandidaadi hulgast keskendusid teadlased kõige lootustandvamatele, glüoksalaas 1 ja glutatioonreduktaas 1, kuna mõlemad ensüümid kuulusid samasse metaboolsesse rada. Lisaks leidis Türgi teadlaste uuring raskete ärevushäiretega patsientidel oksüdatiivse stressi markerite kõrgenenud taseme."Võib juhtuda, et oksüdatiivse stressi metabolism ja ärevuse tase on omavahel seotud, kuigi me ei tea praegu täpset mehhanismi," ütleb Hovatta.
Nagu teisi keerulisi psühhiaatrilisi tunnuseid, mõjutavad hirmu ja ärevust paljud geenid. Ei ole olemas ühtainsat "hirmu" geeni, mis laseb ärevusel kontrolli alt väljuda, kui geeniregulatsioon on häiritud, muutes ärevushäirete geneetiliste juurte tuvastamise keeruliseks.
Teadlased toetusid oma uurimuses inbred hiiretüvedele, mis erinevad oluliselt oma loomuliku ärevuse taseme poolest. Nii nagu ärevushäirete all kannatavatel inimestel, võivad võõras keskkonnas olevad vaated ja helid ärevates hiirtes esile kutsuda paanika, mis paneb nad paigale tarduma. Erinev alt oma rahulikumatest kaasaegsetest ei ole loomupäraselt närvilised hiired maadeavastajad ja võivad tunduda avatud ruumide suhtes ettevaatlikud.
Üksikute geenide uurimise asemel hindasid teadlased mikrokiipide abil samaaegselt umbes 10 000 geeni aktiivsusmustreid konkreetsetes ajupiirkondades. See ulatuslik skaneerimine võimaldas teadlastel täpselt kindlaks teha mitu geeni, mille ekspressioonitasemed lõdvestunud ja ärevusele kalduvatel hiirtel erinevad.
Mikrokiibi analüüsi spetsiifilisuse suurendamiseks uurisid nad ainult spetsiifilisi ajupiirkondi, mis on näidanud oma rolli ärevuse ja hirmu tekitamisel (amügdala, stria terminalis'e voodituum, tsingulaatkoor, hipokampus, hüpotalamus, tsentraalne peri-akveduktaalne hall ja hüpofüüs).
"Olime uskumatult üllatunud, kuna kogu genoomist oli ainult 17 geeni tugevas korrelatsioonis ärevuse tasemega paljudes erinevates tüvedes," ütleb Carrolee Barlow, uuringu juhtiv autor ja geneetika labori dotsent. "Peaaegu pooled neist olid ensüümid, mitte neurotransmitterid, nagu võiks eeldada."
Varem püüdsid teadlased seostada keerulisi psühhiaatrilisi haigusi geenide erinevate vormidega, mis kontrollivad neurotransmittereid, keemilisi sõnumitoojaid, mida ajurakud kasutavad väljuvate signaalide edastamiseks naaberrakkudesse ja nende retseptoritesse, kuigi vähese eduga."Seetõttu valisime erapooletu lähenemisviisi, mis ei piiranud meid ainult neurotransmitteritega," selgitab Barlow.
Nüüd soovib Hovatta välja selgitada, milline on tuvastatud geenide tähtsus inimese ärevushäirete puhul, kui üldse. "On tõesti põnev uurida hiirte ärevuse neurobioloogiat ja mõista käitumise reguleerimise taga olevaid molekulaarseid mehhanisme, kuid mind huvitab peamiselt katse leida geene, mis soodustavad inimestel ärevushäireid, ja võib-olla tulevikus proovida neid paremini arendada. "Me oleme sellest veel kaugel," hoiatab ta, "kuid see on projekti pikaajaline eesmärk."
Uuringus osalenud teadlaste hulgas on esimene autor Iiris Hovatta, kes töötas varem Salki Instituudis, nüüd Helsingis Riiklikus Rahvatervise Instituudis, teadustöötajad Richard S. Tennant ja Robert Helton, teadurid Robert A. Marr ja Oded Laulja, mõlemad Salki Instituudi geneetika laboris, Jeffrey M. Redwine ettevõttes Neurome Inc., Julie A. Ellison, endine Salk, nüüd Helix Medical Communications, Eric E. Schadt Rosetta Inpharmatics LLC-s, Inder Verma, Salki Instituudi geneetikalabori professor, David J. Lockhart, kaasuurija ja külalisteadlane Salki Instituudis ning Carrolee Barlow, Braincells Inc.
Salki Bioloogiauuringute Instituudist:Salki Instituudi, mis on rahvusvaheliselt tuntud oma murranguliste alusuuringute poolest bioloogiateadustes, asutas dr Jonas 1960. aastal Salk, vaid viis aastat pärast seda, kui ta töötas välja esimese ohutu ja tõhusa vaktsiini lastehalvatuse vastu. Instituudi 57-liikmeline õppejõud on teaduslikud juhid molekulaarbioloogia, neuroteaduste ja taimebioloogia valdkonnas.
