Депрессия может выключать в мозге способность создавать новые нейроны
Новое исследование, проведённое в Колумбийском университете (Vagelos College of Physicians and Surgeons), показывает: у взрослых с тяжёлыми депрессивными расстройствами процесс нейрогенеза — образования новых нейронов — подавлен. Это первое прямое свидетельство того, что у людей с большим депрессивным расстройством способность продуцировать новые нейроны в гиппокампе существенно нарушена. Учёные также выделили молекулярные программы, контролирующие этот процесс, что даёт потенциальные подсказки для разработки новых методов лечения.
По словам руководителя исследования Мауры Дюпон, исторически депрессию рассматривали как проблему дефицита нейротрансмиттеров, прежде всего серотонина. Сейчас представления расширились: депрессия может быть связана с множеством нарушений, которые влияют на способность нейронов адаптироваться к стрессу и изменяющимся условиям. Без возможности создавать новые нейроны человеку может не хватать устойчивости для адекватной адаптации к окружению.
Роль новорождающих нейронов в памяти и эмоциях
Исследование сосредоточилось на гиппокампе — участке мозга, играющем ключевую роль в эпизодической памяти и эмоциональных реакциях на окружающую среду. Это одна из немногих областей взрослого мозга, где продолжают образовываться новые нейроны. Хотя гиппокамп не единственный регион, вовлечённый в депрессию, его влияние на память и эмоции делает его важным объектом изучения: изменения в этой области могут способствовать склонности людей с депрессией интерпретировать события более негативно.
Маура Дюпон отмечает, что гиппокамп важен для способности различать похожие, но разные воспоминания и отделять эмоциональную окраску прошлых событий от текущих. Эта функция известна как разделение паттернов. Когда она нарушается, отдельные воспоминания и связанные с ними эмоции становятся менее отчётливыми и могут смешиваться, что приводит к искажённым интерпретациям происходящего. Врач приводит пример: если во время обеда подруга ведёт себя сдержанно и кажется уставшей, при нормальном разделении паттернов это останется уникальным эпизодом; при нарушении человек может смешать его с прежними воспоминаниями о чувствах отвержения и сделать вывод, что «она обиделась на меня».
Исследования на мышах показали, что взрослый нейрогенез необходим для разделения паттернов. Результаты клинического наблюдения у пациентов с опухолями мозга, у которых нейрогенез был подавлен в результате радиотерапии гиппокампа, также указывают на подобную связь у людей. По мнению Дюпон, новорождающие нейроны особенно отзывчивы на новые впечатления и легче интегрируются в новые цепи памяти, что позволяет хранить новые воспоминания отдельно от старых. Возобновление нейрогенеза может стать способом лечения депрессии у части пациентов путем перестройки гиппокампальных цепей.
Депрессия затрагивает не только рост новых нейронов
Авторы работы обнаружили, что изменения при депрессии выходят за рамки лишь подавления нейрогенеза. Формирование новых нейронов происходит в контексте более широкой гиппокампальной схемы, которая хранит эпизодические воспоминания вместе с их эмоциональным значением, и молекулярные нарушения присутствовали по всей этой системе. Затронутые гены включали те, что участвуют в построении новых синаптических связей, поддержке межклеточной коммуникации, обеспечении клеточной энергетики и внутриклеточном транспорте материалов. В основной пути гиппокампа, три-синаптической цепи, ответственной за формирование новых эмоциональных воспоминаний, также наблюдались признаки воспаления и клеточного стресса у людей с депрессией.
Как были получены данные
Исследователи изучили почти полмиллиона отдельных клеток, собранных у людей с депрессией и у контрольной группы вскоре после смерти доноров. С помощью набора современных методов команда измеряла активность каждого гена в отдельных клетках и проверяла изменения на уровне белков. Этот огромный набор данных позволил наблюдать за поведением отдельных клеток и точно локализовать, где именно в гиппокампальной цепи находятся поражённые клетки.
Гены, окружающая среда и биология депрессии
Анализ выявил изменённую активность ряда генов, варианты которых ранее связывали с большим депрессивным расстройством. Другие нарушенные гены демонстрировали эпигенетические изменения, которые, вероятно, отражают влияние факторов окружения. Эпигенетические механизмы регулируют степень активности генов без изменения самой последовательности ДНК — это своего рода «регуляторы яркости», определяющие, насколько сильно включены те или иные гены, и они подвержены воздействию жизненного опыта, такого как стресс, обучение, старение или химические воздействия. Разнообразие молекулярных изменений может помогать объяснить, почему клинические проявления депрессии так сильно варьируют у разных людей. По словам Дюпон, обнаруженные широкие эффекты могут отражать различные патогенетические механизмы и указывать на то, что депрессия может не быть единым заболеванием.
Перспективы: молекулярные подтипы депрессии
Исследователи надеются, что в будущем депрессия будет классифицироваться по молекулярным характеристикам, подобно тому, как сейчас всё чаще классифицируют раковые заболевания. Переосмысление классификации на основе клеточных и молекулярных признаков, а не только на основе симптомов или локализации, уже привело к новым и улучшенным методам лечения в онкологии. Авторы исследования рассчитывают, что аналогичный подход может открыть новые возможности для терапии депрессии и других психиатрических или нейрологических болезней.
Исследование под названием «Dysregulated adult hippocampal neurogenesis in major depressive disorders» было выполнено исследовательской группой под руководством Мауры Б. Дюпон. В работе принимали участие учёные из Колумбийского университета и Нью-Йоркского государственного психиатрического института — полный состав авторов включает несколько десятков специалистов, среди которых Madeleine S. Peng, Jialin Jiang, Lucia Polizzi, Tiancheng Shi и другие. Последовательность и протеомный анализ проводились в специализированных центрах Колумбийского университета и связанных подразделениях. Результаты дают важные клеточные и молекулярные доказательства того, что у людей с тяжёлыми депрессивными расстройствами нарушен нейрогенез в гиппокампе, а также выявляют пути, которые могут стать мишенями для будущих терапевтических вмешательств.