Поведенческие нарушения и расстройства сна часто сочетаются друг с другом. Например, большое депрессивное расстройство (major depressive disorder, MDD) почти всегда сопровождается проблемами со сном и сдвигом в его ритмах, а полная депривация сна может использоваться в качестве временно действующего антидепрессанта.
В некоторых крупномасштабных анализах транскриптома уже находили множество молекулярных коррелятов, общих для сна, эмоциональной сферы или депрессии. В число исследованных черт вошла даже регуляция циркадных ритмов. Тем не менее, оставалось непонятно, какие генные совокупности здесь задействованы и как в зависимости от них координируется работа многочисленных нейронных сетей, расположенных в разных частях мозга и обуславливающих поведение.
Чтобы найти сети генов, связанные с различными поведенческими функциями, исследователи под руководством Марты Витатерны (Martha Vitaterna), профессора Центра биологии сна и циркадных ритмов в Северо-Западном университете, исследовали 20 категорий фенотипов, которые включили 283 когнитивные, эмоциональные и сомнические характеристики. Их выделили в популяции из 129 мышей с депривацией сна и сопоставили с генетическими группами из 2458 маркеров в четырех областях мозга, ключевых для контроля сна и эмоций (лобная кора, гиппокамп, таламус и гипоталамус).
Благодаря этому исследователям удалось выделить сети транскриптомов, ответственные за тот или иной тип функции, включая характер сна, и они тем самым создали основу для изучения того, как эти функциональные сети генов могут меняться при большом депрессивном расстройстве. Множественные связи между сном и эмоциональными проявлениями обнаружились как на уровне одного гена, так и на уровне целой генной сети.
Помимо этого, ученые воспользовались общедоступными транскриптомическими наборами данных, полученных от людей с большим депрессивным расстройством, и сравнили их с тем, что нашли в мышиных моделях депривации. Оказалось, что одни и те же генные паттерны, специфические именно для коры, задействованы и при МDD у людей, и при полном лишении сна у мышей. Причем, депривация сна и депрессия влияли на экспрессию генов в этих сетях противоположным образом, что потенциально объясняло антидепрессивное действие бессонницы.
Более того, исследователи идентифицировали особую сеть генов,зависящих от активности нейронов — регуляторов циркадного ритма и производства циклических аденозиновых монофосфатов (цАМФ). Как выяснилось, они наиболее чувствительны и максимально рано реагируют на сбои, тем самым обеспечивая механическую основу, подтверждающую связь сна и депрессии. Из их числа даже удалось выделить один — ген Arc, который напрямую управляет активностью этой сети (запускает ее) и становится тем самым «недостающим звеном», которое связывает эмоциональную сферу и сон.
Ученые считают, что их выводы дополняют понимание молекулярных основ, лежащих в основе взаимодействия сомнической регуляции и аффективных расстройств, и надеются, что на основе этого получится разработать более эффективные средства борьбы с депрессией и нарушениями сна.
Статья опубликована в журнале в Science Advances. DOI 10.1126/sciadv.aat1294
Источник: nplus1.ru
