Viele Fälle von Autismus-Spektrum-Störungen (ASDs) können die Folge von Problemen in Zellen des Immunsystems, die normalerweise zusammenarbeiten, um die Trimmung wieder nicht benötigte verbindungen im Gehirn im frühen Leben, schlägt eine neue Studie durch Wissenschaftler an Scripps-Forschung.
Die Studie, veröffentlicht am Dienstag in „Nature Communications“, untersucht die Auswirkungen einer Reihe von gen-Mutationen, die für einen kleinen Prozentsatz der Autismus-Erkrankungen. Diese Mutationen sind bekannt, um zu bewirken, dass eine Allgemeine überproduktion von vielen Proteinen in den Gehirnzellen, aber wie dass eine überproduktion führt zu Autismus Verhaltensweisen hat ein Geheimnis gewesen.
Die Wissenschaftler Beweise dafür gefunden, dass die meisten relevanten Effekt dieses proteins überproduktion entsteht im Gehirn-basierten immun-Zellen, die sogenannten microglial Zellen. Diese Zellen normalerweise beschneiden, nicht benötigte verbindungen im Gehirn, oder Synapsen, das Gehirn entwickelt sich in der kindheit.
Arbeitend in den Mäusen, die Wissenschaftler festgestellt, dass die protein-überproduktion beeinträchtigt die microglial Zellen in einer Weise, die behindert Ihre synapse-beschneiden Funktion, aber nur bei Männern, führt zu Autismus-wie Sozialverhalten Defizite.
Die Suche nach Fuchsschwanz mit der langjährigen Beobachtung, dass Autismus-Erkrankungen sind vier bis fünf mal häufiger bei Männern als bei Frauen. Es ist auch im Einklang mit den jüngsten Beweis dafür, dass in Menschen mit Asd, das Gehirn hat gewöhnlich eine höhere Anzahl von Synapsen als normal.
„Unsere Studie deutet darauf hin, dass Beeinträchtigungen in der mikroglia spielen eine entscheidende Rolle in der Entwicklung von Autismus zu Verhaltensweisen, die zumindest in einigen Fällen, und kann helfen, erklären die höhere Prävalenz von Autismus-Störungen bei Männern“, sagt Studie leitende Autor Baoji Xu, Ph. D., professor in der Abteilung für Neurowissenschaften am Scripps Research. „Das wiederum deutet darauf hin, dass mikroglia könnte ein gutes Ziel für zukünftige Medikamente, die Verhinderung oder Behandlung von Autismus-Spektrum-Störungen.“
ASDs gefunden werden in dem schätzungsweise 2,4 Prozent der Jungen und 0,5 Prozent der Mädchen. Sie beinhalten eine Vielzahl von Anomalien, einschließlich social-skill-Defizite, repetitive Verhaltensweisen und hypersensitivities auf Geräusche und Licht. Forschung schlägt vor, dass diese Erkrankungen sind weitgehend genetisch, sondern kann verursacht werden durch Störungen in einer Vielzahl von verschiedenen Genen, die alleine oder in Kombination. Bis dato wurden weit über 100 gene Mutationen und Varianten wurden mit der ASDs.
Ein Satz von Autismus-verbundene gene Anomalien—die gehören Mutationen in den Genen PTEN, TSC1, TSC2, und FMR1—Konten für etwa 3% der ASD-Fälle. Der gemeinsame Effekt dieser Auffälligkeiten ist zu stören, ein Weg, der normalerweise reguliert das Niveau der protein-Produktion in Zellen, die protein-Produktion zu steigen.
Xu und sein team versucht zu ermitteln, ob es einen bestimmten Zelltyp im Gehirn das erklärt den Zusammenhang zwischen erhöhten protein-Produktion und ASD-ähnliche Verhaltensweisen. Sie konstruierten Mäuse zu machen—in nur einem Zelltyp zu einem Zeit—ungewöhnlich hohe Konzentrationen von protein-Produktion sogenannten factor eIF4E. Ein hohes Niveau von eIF4E wird gedacht, um eine der gemeinsamen Veranstaltungen, die links PTEN, TSC1 und anderen Autismus-Mutationen, die Erhöhung der protein-Produktion.
Das team fand, dass, wenn hohe eIF4E Ebenen erfolgte in microglial Zellen, die Mäuse entwickelten ASD-wie Auffälligkeiten im sozialen Verhalten, sowie kognitive Defizite sowie repetitive Verhaltensweisen. Merkwürdigerweise, obwohl die protein-Produktion stieg in den microglial Zellen von männlichen und weiblichen Mäusen, die ASD-Typ Abnormitäten trat nur bei männlichen Mäusen.
Die gleichen Verhaltensauffälligkeiten wurden nicht gesehen, wenn die hohen eIF4E Ebenen stattgefunden, in Neuronen oder in-Helfer-Zellen, die sogenannten Astrozyten, obwohl Mäusen, deren Nervenzellen hatte hohe eIF4E Ebenen zeigte mehr Angst-ähnliche Verhaltensweisen.
Die Forscher untersuchten, betroffen microglial Zellen für Hinweise, wie erhöhte protein-Synthese in diesen Zellen könnte dazu führen, ASD-wie Verhaltens-änderungen. Sie fanden heraus, dass bei Jungen männlichen Mäusen, microglial Zellen in wichtigen Hirnregionen, einschließlich des medialen präfrontalen Kortex, dem hippocampus und dem striatum, waren deutlich größer und auch zahlreicher, in der Erwägung, dass bei Frauen diese Veränderungen viel mehr subtilen und Transienten.
Mikroglia während der Entwicklung des Gehirns, die normalerweise prune Synapsen, die nicht genutzt oder anderweitig unerwünscht ist. Xu und seine Kollegen fanden heraus, dass in der männlichen ass-wie-Mäuse mit erhöhten microglial eIF4E, gab es mehr Synapsen als normal, was auf eine Beschneidung Defizit—ein Muster, auch gedacht zu werden, findet sich bei Menschen mit Autismus.
Die betroffenen mikroglia in den Mäusen zeigten die gen-Aktivität Muster, der angibt, eine erweiterte Kapazitäten zu beschneiden, den Synapsen. Allerdings Experimente auch gezeigt, dass die Zellen fehlte die übliche Beweglichkeit oder Bewegungsfähigkeit, die es ermöglichen würde, dass Ihnen für die Durchführung Ihrer synapse Rebschnitt Funktionen. Xu und seine Kollegen vermuten, dass diese Reduktion in microglial Motilität möglicherweise der wichtigste Faktor, so dass die balance der Zellen synapse-beschneiden Fähigkeiten beeinträchtigt sind, was zu ASD-ähnliche Hirn-Veränderungen.