Studie visar hur psykiatrisk riskgen kan påverka hjärnans utveckling

NY STUDIE. I en aktuell studie presenteras en modell och mekanism för hur en specifik gen, inblandad i både bipolär sjukdom och schizofreni, påverkar hjärnans funktion och risken för psykiatrisk sjukdom.

Föresteförfattare i studien, publicerad i tidskriften PNAS, är Erik Smedler, forskare vid Institutionen för neurovetenskap och fysiologi på Sahlgrenska akademin vid Göteborgs universitet, och ST-läkare i psykiatri på Sahlgrenska Universitetssjukhuset.

Ansvarig för studien har varit Per Uhlén, professor vid Institutionen för medicinsk biokemi och biofysik på Karolinska Institutet.

Forskarna har undersökt betydelsen av den psykiatriska riskgenen Cacna1c under hjärnans utveckling. Genen kodar för en jonkanal som styr kalciumkoncentrationen i cellen genom att öppnas vid ökad elektrisk aktivitet. Stora genetiska studier har tidigare visat att Cacna1c är involverad i både bipolär sjukdom och schizofreni, men hur är fortfarande olöst.

Spontan aktivitet

Uhléns forskargrupp har tidigare visat att omogna neuron i den embryonala hjärnan uppvisar spontan elektrisk och kalciumaktivitet som stimulerar komplexa nätverkskretsar som reglerar viktiga processer under hjärnans utveckling, inklusive celldelning och celldifferentiering.

– Vi visar att Cacna1c sannolikt spelar en viktig roll i denna aktivitet. Med hjälp av en matematisk modell kan vi simulera både den elektriska aktiviteten och kalciumaktiviteten i ett cellnätverk och studera effekten på nätverket när vi finjusterar vissa parametrar kopplade till Cacna1c, säger Per Uhlén i ett uttalande.

Forskarna fann att Cacna1c fungerar som en molekylär switch som kan stimulera omfattande nätverksaktivitet. De matematiska simuleringarna kunde också bekräftas genom elektrofysiologiska experiment, där applicering av en liten ström på en picoampere, motsvarande endast en jonkanal, kunde utlösa spontan nätverksaktivitet.

Förändrad hjärnanatomi

Forskarna testade också effekten av att slå ut Cacna1c i framhjärnan hos möss, vilket ledde till mindre spontan aktivitet i omogna neuron och förändringar i storleken på olika specifika hjärnregioner. Dessutom fann de att möss visade tecken på ökad ångest när Cacna1c slogs ut.

Forskarna konstaterar att resultaten ger viktig funktionell och molekylär information om mekanismer som är involverade i hjärnans utveckling. Förhoppningen är att resultaten ska bidra till utvecklingen av nya terapier för patienter med psykiatriska sjukdomar som är kopplade till Cacna1c.

Sammanfattningsvis visar studien en modell och mekanism för hur riskgenen Cacna1c påverkar cellsignalering, hjärnans utveckling och risken för psykiatrisk sjukdom. Texten publicerades först på Karolinska Institutet Nyheter, Studie visar hur en psykiatrisk riskgen kan påverka hjärnans utveckling | Karolinska Institutet Nyheter

Titel: Disrupted Cacna1c gene expression perturbs spontaneous Ca2+ activity causing abnormal brain development and increased anxiety

AV: KAROLINSKA INSTITUTET