Финские исследователи из Университета Восточной Финляндии и Университета Оулу обнаружили новый тип генной мутации, которая уменьшает страх и тревогу и увеличивает социальное взаимодействие. Исследователи использовали технологию манипулирования генами, чтобы удалить ген P4h-tm из генома мыши, и обнаружили неожиданное изменение в поведении мыши. Мыши с нокаутом P4h-tm демонстрировали поразительную смелость и отсутствие выученной беспомощности по сравнению с конгенными мышами дикого типа с функциональным геном P4h-tm. Результаты были опубликованы в Neuropharmacology.
Исследования оценивали мышей с помощью большой батареи поведенческих тестов, которая включала новый тип теста на паническую реакцию. Мышей помещали в герметичный бокс, который сначала заполняли обычным комнатным воздухом, а затем 10% углекислым газом. Повышенная концентрация углекислого газа вызывает врожденную реакцию замирания, которая, как считается, напоминает чувство удушья у пациентов, страдающих паническими атаками. У мышей с нокаутом P4h-tm наблюдалось значительно меньшее замирание, чем у контрольных мышей, в ответ на воздействие углекислого газа. В тестах на социальное взаимодействие мыши с нокаутом P4h-tm явно чаще контактировали с другими мышами, чем контрольная группа. Кроме того, поведенческие тесты, обычно используемые для скрининга противотревожных и антидепрессивных препаратов, выявили снижение страха, беспокойства и выученной беспомощности у мышей с нокаутом P4h-tm. Далее в ходе исследования была обнаружена связь между анатомией мозга и поведенческим фенотипом: экспрессия гена P4h-tm была особенно высокой в миндалевидном теле, играющем ключевую роль в контроле эмоциональных реакций, включая страх и тревогу.
Ген P4h-tm отвечает за транскрипцию белка P4H-TM. Этот белок принадлежит к семейству пролил-4-гидроксилаз, которые играют ключевую роль в клеточной адаптации к внезапной нехватке кислорода. Однако белок P4H-TM отличается от других пролил-4-гидроксилаз как своей структурой, так и необычным расположением (эндоплазматический ретикулум). Физиологическая роль белка P4H-TM остается неясной, несмотря на годы интенсивных исследований, но предполагается, что он оказывает и другие эффекты на клеточную биологию помимо адаптации к различным уровням кислорода. Исследователи также проверили инактивацию трех других известных пролил-4-гидроксилаз на отдельных линиях мышей. Эти мыши не показали аномального поведения в вышеупомянутых тестах.
"Наши результаты действительно интересны, но, основываясь на недавнем международном исследовании, проведенном Университетом Университета, мы знаем, что дефицит гена P4H-TM приводит к серьезным дефектам развития у людей", - профессор Хейкки Танила из Университет Восточной Финляндии отмечает и продолжает: «Однако в свете современных знаний мы не можем сказать, возникают ли эти вредные эффекты в результате эмбрионального развития или они также проявляются, если функция белка P4H-TM подавляется во взрослом возрасте.."
"Мы могли бы лучше всего найти ответ на этот вопрос, используя условную инактивацию гена, при которой ген можно было бы отключить в любом желаемом возрасте", - заключает доктор Генри Лейнонен, первый автор статьи.
«В идеальном эксперименте P4h-tm отключается только в миндалевидном теле взрослой мыши», - добавляет доктор Лейнонен.
Хотя поразительный эффект нокаута гена P4h-tm на эмоциональные реакции мышей все еще далек от терапевтического применения, вскоре он может привести к открытию нейрохимических механизмов, регулирующих эмоции, и может способствовать развитию новых противотревожные и антидепрессивные препараты. Тревожные расстройства и депрессия представляют собой огромную глобальную проблему. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), почти 300 миллионов человек во всем мире страдают от тревожных расстройств, а более 300 миллионов страдают от депрессии.