Работа многих организмов, в том числе млекопитающих, ориентирована на смену дня и ночи, а связь между движением Земли и механизмами работы организма осуществляют циркадные часы. В результате исследований было установлено, что циркадные часы в значительной степени контролируют поведение, физиологию организмов, а также сон, метаболизм, пролиферацию клеток [1, с.1].
Разработка новых подходов к исследованиям позволила подробно изучить механизм работы циркадианных часов у млекопитающих. Этот механизм организован иерархически и включает центральные и периферические осцилляторы. Центральные осцилляторы расположены в супрахиазматическом ядре гипоталамуса, которое получает информацию от сетчатки и синхронизирует периферические часы со сменой дня и ночи. Периферические осцилляторы расположены в других областях мозга и тканях. [2, с.3]. Связь между центральными и периферическими осцилляторами осуществляется с помощью нейронных и гуморальных путей, а также косвенно.
В настоящее время открыты и изучаются около 20 часовых генов, среди них: PER, CRY, CLOCK, TIMELESS, ARNTL, NPAS, а также REVERB, DEC, POR, CK1 [2, с.2].
Взаимосвязь полиморфизмов циркадных генов и развития психических расстройств, в том числе шизофрении и шизоаффективного расстройства, исследуется уже более 15 лет. Используются не только образцы тканей больных людей, но и лабораторные животные для построения моделей.[3, с.1-2]
Исследования Мартина в 2005 году и др. показали, что у пожилых людей с шизофренией нарушены циркадианные ритмы по сравнению со здоровыми пациентами того же пола и возраста.[4, с.5] Тогда же ученые из Питтсбургской школы медицины, США, выяснили, что склонность к вечернему хронотипу может быть связана с повышенным риском развития шизофрении.[5, с. 2] Позже, в 2009 году, ими было опубликовано еще одно исследование, в котором была статистически обоснована связь между шизофренией или шизоаффективным расстройством и конкретными полиморфизмами в генах NPAS2.
В 2006 году группой ученых из Техасского юго-западного медицинского центра были опубликованы результаты исследования полиморфизмов ДНК в циркадианных генах у людей с ментальным расстройствами, но они не посчитали обнаруженные зависимости статистически значимыми. Были проанализированы экзоны девяти циркадианных генов (BMAL1, BMAL2, CRY1, CRY2, CLOCK, NPAS2, PER1, PER2, PER3). Всего было взято 2000 образов, из которых случайным образом выбрали 288. Из них у 38 наблюдались расстройства психического характера, у 29 - конкретно шизофрения (примерно 1,44%). При исследовании у испытуемых гена BMAL2 были обнаружены три типа генетических изменений экзонов, которые вызвали изменения структуры аминокислот. Оказалось, что 6,25% пациентов с одним из таких изменений имеют шизофрению, 6,25% - шизоаффективное расстройство. Авторы не считают, что это генетическое изменение оказывает функциональное влияние на белок, за который отвечает BMAL2, так как аминокислоты лизин и аргинин выполняют схожие функции и среди образцов либо одна, либо другая из них занимают одно положение. В гене NPAS2 из 288 образцов были обнаружены 5 экзонных генетических изменений, из которых 2 приводили изменению последовательности аминокислот. Однако авторы также считают, что данные генетические изменения не влияют на реализацию белка, так как расположены в плохо изученных регионах ДНК.[6, с. 4] Тогда же, в 2006 г., в результате исследования 145 образцов больных и 128 здоровых людей было установлено, что полиморфизм T3111C гена CLOCK статистически связан с развитием шизофрении. [7,с.5]
В 2014 г. была обнаружена и статистически подтверждена связь между полиморфизмами гена CLOCK и развитием синдрома беспокойных ног. [8, с.4] В 2016 г. ученые из Швеции сравнили экспрессию генов CLOCK, BMAL1, PER1, PER2, CRY1, CRY2, REV-ERBα и DBP в выделенных фибробластах больных шизофренией с генами здоровых людей и выяснили, что ритмичность CRY1 и PER2 в образцах больных шизофренией нарушена. Также они исследовали группу образцов одноядерных клеток крови пациентов в первом эпизоде психоза и здоровых людей и выяснили, что у больных подавлена экспрессия генов CLOCK, PER2 и CRY1 по сравнению со здоровыми пациентами. [9, с.5]
На протяжении последних нескольких лет ученые уделяют внимание не только отдельным циркадианным генам и их полиморфизмам в связи с развитием шизофрении, но и общим паттернам поведения генетического циркадного механизма. В 2019 г. было проведено исследование ритмов экспрессии генов в мозге у 46 умерших человек с шизофренией и у подобранных по необходимым характеристикам 46 здоровых человек. Было выяснено, что у пациентов с шизофренией есть набор генов, который управляет суточными ритмами в коре. Также оказалось, что у них нарушена ритмичность экспрессии некоторых циркадианных генов по сравнению с нормой.[10, с. 2]
Таким образом, разными учеными в нескольких исследованиях была обнаружена связь между полиморфизмами циркадианных генов CLOCK, NPAS2, PER2, PER3, PORB и шизофренией или шизоаффективным расстройством. Исходя из этого, можно сделать предположение о том, что лечение расстройства циркадных ритмов может быть одним из путей облегчения симптомом и улучшения общего состояния пациентов с шизофренией или шизоаффективным расстройством.
Библиографическая ссылка
Механцева К.В. ПОЛИМОРФИЗМ ЦИРКАДНЫХ ГЕНОВ КАК ФАКТОР РАЗВИТИЯ ШИЗОФРЕНИИ // Международный студенческий научный вестник. – 2021. – № 5. ;URL: https://eduherald.ru/ru/article/view?id=20707 (дата обращения: 25.04.2024).