Czy starożytny wirus może być genetyczną przyczyną autyzmu?

streszczenie: Analiza genomu i transkryptomu ujawniła, że ​​szczurze modele autyzmu BTBR mają zwiększone poziomy endogennych genów retrowirusowych. Modele ASD BTBR/R wykazały różnice w ekspresji różnych genów, które wskazują na autoreaktywację retrowirusów. Myszy BTBR/R wykazują zachowania podobne do autystycznych bez obniżonych zdolności uczenia się.

źródło: Uniwersytet Kobe

Autyzm (zaburzenie ze spektrum autyzmu) jest zaburzeniem neurorozwojowym, które pozostaje w dużej mierze niezbadane pomimo szybko rosnącej liczby pacjentów.

Przyczyny tego ciągłego wzrostu liczby osób z autyzmem obejmują zmiany w kryteriach diagnostycznych i coraz częstsze występowanie starszych ojców.

Autyzm jest ściśle powiązany z czynnikami genetycznymi i może być spowodowany nieprawidłowościami w strukturze DNA, takimi jak zmienność liczby kopii.

Modele zwierzęce, zwłaszcza szczury, są często wykorzystywane w badaniach, aby rzucić światło na patologię autyzmu. Wśród tych modeli BTBR/J jest powszechnie stosowanym mysim modelem naturalnego początku autyzmu.

Badania wykazały różne nieprawidłowości u myszy BTBR/J, w tym upośledzenie ciała modzelowatego (które łączy lewą i prawą półkulę mózgu) oraz nadmierną sygnalizację układu odpornościowego.

Jednak nie jest w pełni zrozumiałe, dlaczego ta konkretna rasa wykazuje nieprawidłowości behawioralne podobne do autystycznych.

Celem obecnego badania było rzucenie światła na mechanizm wystąpienia tych autystycznych nieprawidłowości behawioralnych poprzez przeprowadzenie analizy porównawczej BTBR/J i jego podtypów BTBR/R.

winiki wyszukiwania

Przede wszystkim naukowcy wykonali skany MRI na myszach BTBR/J i BTBR/R, aby zbadać różnice strukturalne w każdym regionie mózgu.

Wyniki ujawniły różnice między myszami BTBR/J i BTBR/R w 33 regionach, w tym w ciele migdałowatym. Szczególnie zauważalną różnicą jest to, że chociaż ciało modzelowate BTBR/J jest osłabione, BTBR/R są prawidłowe.

Następnie grupa badawcza wykorzystała metodę matrix-CGH do porównania zmian liczby kopii BTBR/R z modelem normalnej myszy (B6). Ujawnili, że myszy BTBR/R miały znacznie wyższy poziom endogennego retrowirusa (ERV) w porównaniu z myszami B6.

Co więcej, testy qRT-PCR wykazały, że te retrowirusy uległy reaktywacji u myszy BTBR/R. Z drugiej strony, u myszy B6 nie zaobserwowano zmiany w ekspresji LINE ERV (sklasyfikowanej w tej samej sekwencji powtórzeń), co wskazuje, że ta aktywacja wirusa jest specyficzna dla BTBR.

Następnie naukowcy przeprowadzili analizę jednokomórkowego RNA na tkankach płodowych myszy BTBR (na woreczku żółtkowym i organellach). Wyniki dostarczają dowodów na aktywację ERV u myszy BTBR, u których obserwuje się zmiany ekspresji w zestawie genów poniżej ERV.

Na koniec naukowcy kompleksowo zbadali różnice między BTBR/J i BTBR/R na poziomie behawioralnym. Myszy BTBR/R były mniej niespokojne niż BTBR/J i wykazywały jakościowe zmiany w wokalizacji ultradźwiękowej, która jest mierzona jako metoda oceny zdolności komunikacyjnych u myszy.

Myszy BTBR/R wykazywały również więcej zachowań związanych z samopielęgnacją i zakopywały więcej kulek w teście zakopywania kulek.

Te dwa testy mają na celu wykrycie nawracających nieprawidłowości w zachowaniu u osób z autyzmem. Z wyników było oczywiste, że BTBR/R wykazuje częstsze (tj. bardziej epizodyczne) zachowania niż BTBR/J.

Trójkomorowy test interakcji społecznych, który mierzy, jak blisko mysz może zbliżyć się do innej myszy, ujawnił wyraźniejsze deficyty społeczne u myszy BTBR/R niż u myszy BTBR/J.

Dodatkowo labirynt Barnesa wykorzystano do przeprowadzenia testu uczenia przestrzennego, w którym myszy BTBR/J wykazywały zmniejszoną zdolność uczenia się w porównaniu z B6 (normalne myszy). Z drugiej strony myszy BTBR/R wykazywały podobną zdolność do B6.

Podsumowując, badanie wykazało, że aktywacja retrowirusów powoduje wzrost wariantów liczby kopii u myszy BTBR, co prowadzi do różnic w zachowaniu i strukturze mózgu obserwowanych u myszy BTBR/J i BTBR/R.

Dalsze wydarzenia

Myszy BTBR/J są szeroko wykorzystywane przez badaczy jako mysi model autyzmu. Jednak wyniki tego badania podkreślają inne korzyści wynikające ze szczepu myszy BTBR/R, ponieważ wykazują zachowania podobne do autystycznych bez uszczerbku dla zdolności uczenia się przestrzennego. Odkrycia sugerują również, że możliwe jest opracowanie nowych terapii autyzmu, które blokują aktywację ERV.

Co więcej, konieczne jest sklasyfikowanie podtypów autyzmu zgodnie z mechanizmem ich początku, co jest istotnym pierwszym krokiem w kierunku otwarcia nowych dróg leczenia autyzmu.

Finansowanie:

Badanie było wspierane przez fundusze od organizacji, w tym:

Zobacz też

• Granty w ramach pomocy na badania naukowe a) od Japońskiego Towarzystwa Promocji Nauki.
• „Strategiczny program badawczy w zakresie nauk o mózgu (SRPBS)” Japońskiej Agencji ds. Badań i Rozwoju Medycznego (zaburzenia psychiczne i neurologiczne)
• Fundacja Naukowa Takeda

O tej genetyce i wiadomościach o autyzmie

autor: Prawda Townsenda
źródło: Uniwersytet Kobe
Komunikacja: Verity Townsend z Uniwersytetu w Kobe
zdjęcie: Zdjęcie przypisane do Neuroscience News. Stworzony z Technologia DALL-E2

Oryginalne wyszukiwanie: otwarty dostęp.
„Stary paradygmat z nowymi spostrzeżeniami: endogenne retrowirusy napędzają ewolucję w kierunku podatności na ASD i przejmują kontrolę nad maszynerią transkrypcyjną podczas rozwojuNapisane przez Tohru Takumi i in. Psychiatria molekularna

podsumowanie

Stary paradygmat z nowymi spostrzeżeniami: endogenne retrowirusy napędzają ewolucję w kierunku podatności na ASD i przejmują kontrolę nad maszynerią transkrypcyjną podczas rozwoju

BTBR T⁺ITpr3^spełnićSzczep/J (BTBR/J) jest jednym z najbardziej aktualnych modeli autyzmu idiopatycznego, służącym jako zaawansowane narzędzie genetyczne do analizowania złożoności autyzmu.

Odkryliśmy, że siostrzany szczep z nienaruszonym ciałem modzelowatym, BTBR TF/ArtRbrc (BTBR/R), wykazywał bardziej wyraźne objawy rdzenia autyzmu, ale umiarkowaną zależną od hipokampa łączność ultrasonograficzną/pamięć, która może naśladować autyzm w wyższym spektrum funkcjonalnym.

Co ciekawe, zaburzony mechanizm wyciszania genów powoduje nadaktywność endogennego retrowirusa (ERV), niezłomnego składnika genetycznego starożytnej infekcji retrowirusowej, który zwiększa tworzenie zmienności liczby kopii (CNV) w dwóch szczepach BTBR.

Ta cecha sprawia, że ​​szczep BTBR jest modelem wielostanowiskowym, który wciąż ewoluuje w kierunku wyższej czułości ASD.

Co więcej, aktywny ERV, podobnie jak zakaźność wirusa, omija zintegrowaną reakcję na stres (ISR) obrony gospodarza i przejmuje kontrolę nad maszynerią transkrypcyjną podczas rozwoju embrionalnego szczepów BTBR.

Odkrycia te sugerują podwójną rolę ERV w patogenezie ASD, prowadzącą do długoterminowej ewolucji genomu gospodarza i zarządzania szlakami komórkowymi w odpowiedzi na infekcję wirusową, co ma natychmiastowy wpływ na rozwój embrionalny.

Ekspresja Draxin typu dzikiego w BTBR/R czyni ten podłańcuch dokładniejszym modelem do badania etiologii autyzmu bez udziału upośledzonych pęczków przodomózgowia, jak w BTBR/J.