Природа: Продвижение производства IL-17a может улучшить поведенческие симптомы аутизма

В течение многих лет некоторые родители замечали, что у их аутичных детей снижаются поведенческие симптомы, когда у них поднимается температура. За последние 15 годы, по крайней мере, два крупномасштабных исследования задокументировали это явление, но неясно, почему лихорадка имеет такой эффект.

В новом исследовании исследователи из Массачусетского технологического института и Гарвардской медицинской школы раскрыли клеточные механизмы, лежащие в основе этого явления. В исследовании мышей было обнаружено, что при определенных инфекциях иммунная молекула, называемая IL-17a, высвобождается и ингибирует небольшую часть коры головного мозга. Ранее люди обнаружили, что эта область мозга и мыши связаны с дефицитом социального поведения. Соответствующие результаты исследований были недавно опубликованы в журнале Nature с названием 0010010 "IL-17a способствует общительности в мышиных моделях расстройств нервного развития 0010010 ". Авторы статьи - Глория Чой, доцент кафедры мозга и когнитивных наук в Массачусетском технологическом институте, и Джун Ху, доцент кафедры иммунологии в Гарвардской медицинской школе. Первыми авторами статьи являются аспирант Массачусетского технологического института Майкл Дуглас Рид и аспирант Массачусетского технологического института Йонг Шин Йим.

Картинка с натуры, 2019, дои: 10. 1038 / s41586-019-1843-6.

Чой сказал, 0010010 "Люди [в аутизме] наблюдали это явление, которое очень трудно понять. Я думаю, что 0010010 # 39; s, потому что мы не 0010010 # 39; не знаем механизм. Сегодня в этой области, включая мою лабораторию, предпринимаются усилия, чтобы продемонстрировать, как это работает, от иммунных клеток и молекул до рецепторов в мозге, и как эти взаимодействия приводят к поведенческим изменениям. 0010010 "Чой говорит, что хотя результаты, полученные на мышах, не всегда могут быть переведены для лечения человека, но это исследование может помочь в разработке стратегий, которые помогут уменьшить поведенческие симптомы аутизма или других неврологических расстройств.

Иммунный эффект

Чой и Ху ранее исследовали другие связи между воспалением и аутизмом. В 2016 они обнаружили, что мыши, родившиеся у сильно инфицированных самок во время беременности, с большей вероятностью демонстрировали поведенческие симптомы, такие как снижение социальных способностей, повторяющееся поведение и ненормальное общение. Они обнаружили, что это было вызвано воздействием материнского IL - 1 7a, который вызывал дефекты в определенных областях мозга развивающихся эмбрионов. Эта область мозга, называемая дисгранулярной зоной первичной соматосенсорной коры (S 1 DZ), является частью соматосенсорной коры и, как полагают, отвечает за определение положения человеческого тела в пространстве.

0010010 "Иммунная активация в материнском теле 0010010 # 39; тело может вызывать очень специфические корковые дефекты, и эти дефекты могут привести к ненормальному поведению у потомства, 0010010 " ; Чой сказал.

У людей также была обнаружена связь между инфекцией во время беременности и детским аутизмом. 2010 исследование всех детей, родившихся в Дании в период между 1980 и 2005 , выявило, что тяжелые вирусные инфекции в течение первого триместра беременности в три раза увеличивают риск аутизма у детей, тогда как при тяжелых бактериальных инфекциях в второй триместр беременности связан с 1. 42-кратным увеличением риска аутизма. Эти инфекции включают грипп, вирусный гастроэнтерит и тяжелые инфекции мочевыводящих путей.

В новом исследовании Чой и Ху обратили свое внимание на часто сообщаемую связь между лихорадкой и уменьшением симптомов аутизма.

0010010 "Мы хотим знать, сможем ли мы воспроизвести это явление, используя мышиную модель расстройства нервного развития. Как только это явление наблюдается у животных, мы можем изучить механизм, 0010010 Чой сказал.

Исследователи впервые изучили мышей, у которых проявлялись поведенческие симптомы при воздействии воспаления во время беременности. Они вводили мышам бактериальный компонент, называемый липополисахаридом (LPS), который вызывает лихорадочную реакцию, и обнаружили, что социальное взаимодействие мышей 0010010 # 39 временно вернулось к нормальному уровню.

Дальнейшие эксперименты показали, что во время воспаления эти мыши продуцируют IL - {{1}} 7a, который связывается с рецепторами в S {{1}} DZ, который является областью мозга, первоначально пораженной материнское воспаление. IL - {{1}} 7a уменьшает нейронную активность в S {{1}} DZ, что временно делает этих мышей более заинтересованными в социальных взаимодействиях с другими мышами.

Если бы исследователи ингибировали IL-17a или нокаутировали рецептор IL-17a, это изменение симптома не происходило бы. Они также обнаружили, что простое повышение температуры тела этих мышей не влияло на поведение, еще раз подтверждая, что IL-17a необходим для изменения поведенческих симптомов.

0010010 "Это показывает, что иммунная система использует такие молекулы, как IL-17a, чтобы напрямую общаться с мозгом, и фактически она может действовать как нейромодулятор, вызывая эти поведенческие изменения. Наше исследование дает еще один пример того, как система регулирует мозг. 0010010 Quot;

Дэн Литтман, профессор иммунологии в Нью-Йоркском университете в Соединенных Штатах (не участвовавший в новом исследовании), сказал: 0010010 «Самое замечательное в этой статье - это то, что она показывает, что это не влияет на поведение». обязательно результат лихорадки, но клетки, которые производятся. Результат факторов. Все больше данных свидетельствуют о том, что, по крайней мере, у млекопитающих центральная нервная система в некоторой степени зависит от передачи сигналов цитокинов во время развития или в разное время после рождения. 0010010

Поведенческое воздействие

Затем исследователи провели те же эксперименты на трех других моделях неврологических заболеваний у мышей. Этим мышам не хватало генов, связанных с аутизмом и подобными заболеваниями - Shank {{1}}, Cntnap 2 или Fmr 1. У этих мышей обнаружен дефицит социального поведения, сходный с тем, который подвергается воспалению в матке, даже если их симптомы имеют различное происхождение.

Введение липополисахаридов этим мышам вызывало воспаление, но не влияло на их поведение. Исследователи обнаружили, что воспаление не стимулирует выработку IL-17a у этих мышей. Однако, если они вводили IL-17a этим мышам, их поведенческие симптомы действительно улучшались.

Это говорит о том, что у мышей, подвергшихся воспалению во время беременности, в конечном итоге повышается вероятность того, что их иммунная система вырабатывает IL-17a при последующих инфекциях. Choi и Huh ранее обнаружили, что присутствие определенных бактерий в кишечнике может также вызвать ответ IL-17a. Сейчас они изучают, вызывают ли те же бактерии, которые присутствуют в кишечнике, инверсию симптомов социального поведения, вызванных ЛПС, которые они обнаружили в этом новом исследовании.

Ху сказал, 0010010 "Удивительно, но открытие одной и той же иммунной молекулы, IL-17a, может иметь противоположный эффект в различных ситуациях: при использовании в качестве развивающегося мозга плода, оно способствует поведению, подобному аутизму; он улучшает аутистическое поведение, когда регулирует нервную активность в мозге взрослой мыши. Вот как мы пытаемся понять. 0010010 quot;

Choi 0010010 # 39; лаборатория также исследует, может ли какая-либо другая иммунная молекула, кроме IL-17a, влиять на мозг и поведение.

0010010 "Это потрясающее сообщение, 0010010 " сказал Чой. 0010010 "Иммунная система отправляет свои молекулы-мессенджеры прямо в мозг, где они действуют как молекулы мозга, изменяя работу нервных цепей и формирование поведения. (Bioon.com)