Исследователи под руководством профессора Чжан Юнцина из Института генетики и биологии развития (IGDB) Китайской академии наук впервые установили электрофизиологическую систему срезов мозга на модели собаки, связанной с аутизмом, и выявили структурные и функциональные аномалии нейронов у собак. Собаки-мутанты Shank3.
Исследование под названием «Нарушение синаптической функции и повышенная возбудимость пирамидных нейронов в префронтальной коре у собак с аутизмом-мутантом Shank3» было опубликовано в журнале Molecular Autism 31 января.
Мутации Shank3 тесно коррелируют с расстройствами аутистического спектра (РАС). У грызунов отсутствие Shank3 приводит к аномальному поведению, связанному с РАС, включая дефицит социального взаимодействия и повторяющееся стереотипное поведение. Синаптическая дисфункция и редукция дендритных отростков в определенных областях мозга из-за дефицита Shank3 считаются нейронной основой , приводящей к поведенческим нарушениям.
Учитывая значительные различия в структуре мозга и социальном поведении между грызунами и людьми, такие как человеческие взаимодействия , включающие сложное социальное познание и понимание, в то время как грызуны полагаются в первую очередь на обоняние для общения, существует проблема с переносом результатов моделей грызунов на пациентов-людей.
Собаки, которые на протяжении долгой истории эволюционировали вместе с людьми и обладают сложными межвидовыми способностями к эмоциональной и социальной обработке, служат эффективной животной моделью для изучения социального поведения и психических расстройств человека. Следовательно, обнаружение изменений в активности нейронов и синаптических функциях у собак с мутантом Shank3 имеет решающее значение для понимания причинной связи между мутациями Shank3 и аномальным социальным поведением.
Исследователи использовали собак-мутантов Shank3 в качестве модельного животного для изучения электрофизиологических функций и морфологических характеристик нейронов в префронтальной коре — области мозга, активно участвующей в социальном когнитивном поведении. Результаты показали, что пирамидные нейроны в префронтальной коре мутантных собак проявляют повышенную возбудимость и снижение возбуждающей синаптической передачи по сравнению с собаками дикого типа.
Кроме того, у мутантных собак Shank3 также были обнаружены пониженная сложность дендритов, более низкая плотность дендритных отростков и меньшие структуры постсинаптической плотности. Эти фенотипы позволяют предположить, что гетерозиготных мутаций Shank3 достаточно, чтобы вызвать морфологические и функциональные аномалии в кортикальных пирамидных нейронах , которые могут способствовать аномальному социальному поведению у мутантных собак.
Это исследование демонстрирует возможность использования срезов мозга собак для изучения нейронных цепей и механизмов РАС.
