ناهنجاری های عصبی در مدل سگ مرتبط با اوتیسم حامل جهش Shank3 هستند

محققان به سرپرستی پروفسور ژانگ یونگ کینگ از موسسه ژنتیک و زیست شناسی رشدی (IGDB) آکادمی علوم چین برای اولین بار یک سیستم الکتروفیزیولوژی برش مغزی را در یک مدل سگ مرتبط با اوتیسم ایجاد کردند و ناهنجاری های ساختاری و عملکردی عصبی را در آن نشان دادند. سگ های جهش یافته Shank3.

این مطالعه با عنوان “اختلال عملکرد سیناپسی و تحریک پذیری بیش از حد نورون های هرمی در قشر جلوی مغز سگ های جهش یافته Shank3 مرتبط با اوتیسم” منتشر شد. اوتیسم مولکولی جان است 31.

جهش Shank3 با اختلالات طیف اوتیسم (ASD) همبستگی زیادی دارد. در جوندگان، عدم وجود Shank3 منجر به رفتارهای غیرعادی مرتبط با ASD، از جمله نقص در تعامل اجتماعی و رفتارهای کلیشه ای تکراری می شود. تصور می شود که اختلال عملکرد سیناپسی و کاهش ستون فقرات دندریتیک در نواحی خاص مغز به دلیل کمبود Shank3 مبنای عصبی است که منجر به اختلالات رفتاری می شود.

با توجه به تفاوت‌های قابل‌توجه در ساختار مغز و رفتار اجتماعی بین جوندگان و انسان‌ها، مانند تعاملات انسانی که شامل شناخت و درک اجتماعی پیچیده است، در حالی که جوندگان عمدتاً به بویایی برای برقراری ارتباط متکی هستند، چالشی در ترجمه یافته‌های مدل‌های جوندگان به بیماران انسانی وجود دارد.

سگ‌ها که در طول تاریخ طولانی با انسان تکامل یافته‌اند و دارای قابلیت‌های پیچیده پردازش عاطفی و اجتماعی بین گونه‌ای هستند، به عنوان یک مدل حیوانی مؤثر برای مطالعه رفتار اجتماعی انسان و اختلالات روانی عمل می‌کنند. بنابراین، تشخیص تغییرات در فعالیت عصبی و عملکرد سیناپسی در سگ‌های جهش یافته Shank3 برای درک رابطه علی بین جهش‌های Shank3 و رفتارهای اجتماعی غیرطبیعی حیاتی است.

محققان از سگ های جهش یافته Shank3 به عنوان یک حیوان مدل برای مطالعه عملکرد الکتروفیزیولوژیک و ویژگی های مورفولوژیکی نورون ها در قشر پیش پیشانی، ناحیه ای از مغز که به شدت در رفتارهای شناختی اجتماعی نقش دارد، استفاده کردند. نتایج نشان داد که نورون‌های هرمی در قشر جلوی مغز سگ‌های جهش‌یافته در مقایسه با سگ‌های نوع وحشی، افزایش تحریک‌پذیری و کاهش انتقال سیناپسی تحریکی را نشان دادند.

علاوه بر این، کاهش پیچیدگی دندریتی، تراکم ستون فقرات دندریتی کمتر، و ساختارهای چگالی پس سیناپسی کوچکتر نیز در سگ های جهش یافته Shank3 یافت شد. این فنوتیپ‌ها نشان می‌دهند که جهش‌های هتروزیگوت Shank3 برای القای ناهنجاری‌های مورفولوژیکی و عملکردی در نورون‌های هرمی قشر مغز کافی است، که ممکن است به رفتارهای اجتماعی غیرطبیعی در سگ‌های جهش‌یافته کمک کند.

این مطالعه امکان استفاده از برش های مغز سگ را برای کشف مدارهای عصبی و مکانیسم های ASD نشان می دهد.