Wenn eine Frau erlebt ein belastendes Ereignis früh in der Schwangerschaft das Risiko für ihr Kind zu entwickeln Autismus-Spektrum- Störungen oder Schizophrenie erhöht . Doch wie Mütter Stress an das Gehirn des Fötus übertragen , was für diese Probleme in der Entwicklung des Nerven , wird kaum verstanden.
Neue Erkenntnisse von University of Pennsylvania School of Veterinary Medicine Wissenschaftler legen nahe, dass ein Enzym, das in der Plazenta gefunden wird voraussichtlich eine wichtige Rolle spielen . Dieses Enzym , O- verknüpfte N- Acetyl -Transferase oder OGT übersetzt mütterlichen Stress in eine Umprogrammierung Signal für das Gehirn vor der Geburt.
" Durch die Manipulation dieses ein Gen , konnten wir viele Aspekte der frühen pränatalen Stress zu wiederholen ", sagte Tracy L. Bale, Senior-Autor auf dem Papier und ein Professor in der Abteilung für Tierbiologiean der Penn Vet . " OGT scheint zu sein, dient eine Rolle als" Kanarienvogel in der Kohlengrube ", die eine Anzeige der Mamas Stress des Kindes sich entwickelnde Gehirn zu verändern."
Bale hält auch einen Termin in der Abteilung für Psychiatrie in Penns Perelman School of Medicine. Ihre Co-Autor ist Postdoc-Forscher Christopher L. Howerton . Das Papier wurde online in PNAS veröffentlicht diese Woche .
OGT ist bekannt, eine Rolle bei der Genexpression durch Chromatin-Remodeling , ein Vorgang, der einige Gene mehr oder weniger zur Verfügung in Proteine umgewandelt werden macht spielen . In einer Studie im letzten Jahr veröffentlicht in PNAS , Ballen Labor festgestellt, dass der Plazenta von männlichen Mäusen Welpen hatten niedrigere OGT als die von weiblichen Jungtieren und Plazenta von der Mutter , die ausgesetzt worden waren , früh in der Schwangerschaft Stress hatten niedrigere Gesamthöhe der OGT als Plazenten aus der Mütter unbelasteten Kollegen.
"Die Leute denken , dass die Plazenta dient nur dazu, den Blutfluss zwischen einer Mutter und ihrem Baby zu fördern , aber das ist wirklich nicht alles was man tut ", sagt Bale. "Es ist ein sehr dynamischer endokrine Gewebe und es ist geschlechtsspezifisch , und wir haben gezeigt, dass die Manipulation kann einen dramatischen Einfluss auf die Entwicklung eines Babys Gehirn. "
Um herauszufinden , wie reduzierten Ebenen der OGT könnte die Übertragung von Signalen über die Plazenta zum Fötus , Bale und Howerton Mäuse gezüchtet , die teilweise oder vollständig fehlte OGT in der Plazenta . Sie verglichen diese transgenen Mäusen zu Tieren, die milden Stressoren während der frühen Schwangerschaft während der ersten Woche ihrer Schwangerschaft ausgesetzt war , wie zum Beispiel Raub Geruch, unbekannten Objekten oder ungewöhnliche Geräusche .
Die Forscher führten eine genomweite Suche nach Genen , die von den veränderten Ebenen der OGT betroffen waren, und wurden auch durch Einwirkung von frühen pränatalen Stress mit einer bestimmten activational Histon Marke beeinträchtigt und fand eine breite Schneise der gemeinsamen Genexpressionsmuster .
Sie entschieden sich, auf eine bestimmte unterschiedlich regulierte Gen namens Hsd17b3 , die ein Enzym, das Androstendion wandelt , ein Steroidhormon kodiert konzentrieren, Testosteron . Die Forscher fanden heraus dieses Gen besonders interessant zu sein zum Teil, weil neurologische Entwicklungsstörungen wie Autismus und Schizophrenie haben starke Geschlecht Vorurteile , wo sie entweder überwiegend vorhanden früher beeinflussen Männern oder bei Männern.
Plazenten mit männlichen Mäusen Welpen betont Müttern verbunden war Ebenen des Enzyms Hsd17b3 verringert und , als Folge , höhere Niveaus von Androstendion und unteren Ebenen von Testosteron als normale Mäuse .
" Dies könnte bedeuten , dass bei frühen pränatalen Stress, haben Männer weniger Vermännlichung ", sagt Bale. "Das ist wichtig, weil Autismus neigt dazu, der wie das Gehirn in einem Zustand hypermasculinized gedacht werden , und Schizophrenie wird der als hypomasculinized Staat gedacht . Es ist sinnvoll , dass es etwas zu diesem Prozess der Testosteron-Synthese , die gestört wird . "
Darüber hinaus sind die Mäuse , deren Mütter mit einem gestörten OGT geboren sah aus wie die Nachkommen von Müttern betonte auf andere Weise. Obwohl sie an einem normalen Gewicht geboren wurden, verlangsamt ihr Wachstum bei der Entwöhnung . ihre Körpergewicht als Erwachsene war 10-20 Prozent niedriger als Kontrollmäuse .
Wegen der Schlüsselrolle, die der Hypothalamus spielt bei der Kontrolle von Wachstum und viele andere wichtige Lebensfunktionen , dann gescreent die Penn Vet Forscher mit der Maus -Genom nach Genen mit unterschiedlichen Expression im Hypothalamus , vergleicht normale Mäuse , Mäuse mit reduzierter OGT und Mäuse geboren betonte Mütter.
Sie identifizierten mehrere Gen -Sets in die Struktur und Funktion der Mitochondrien , die Kraftwerke der Zellen, die für die Erzeugung von Energie zuständig sind, zusammen. Und in der Tat , wenn sie von einem enzymatischen Assay , die Mitochondrien -Biogenese untersucht , die beide den Mäusen zu betonen, Mütter und Mäuse , deren Mütter mit reduzierter OGT geboren Vergleich hatte sich dramatisch im Vergleich zu normalen Mäusen reduzierte Funktion der Mitochondrien in den Hypothalamus. Diese Studien wurden in Zusammenarbeit mit Narayan Avadhani Labor an der Penn Vet getan .
Eine solche reduzierte Funktion könnte erklären, warum die Wachstumsmuster von Mäusen erschienen ähnlich bis zum Absetzen , an welcher Stelle der Energiebedarf steigen.
" Wenn Sie einen wirklich schlechten Ofen muss man könnte in Ordnung sein , wenn die Temperaturen mild sind ", sagte Bale. " Aber, wenn es sehr kalt ist, kann den Bedarf nicht decken . Es könnte das gleiche für diesen Mäusen sein . Wenn Sie in einem Wurf in der Nähe Ihres Geschwister und Mutter sind, brauchen Sie nicht zu viel Wärme erzeugen , aber wenn man einmal zu entwöhnen Sie haben eine zusätzliche Nachfrage nach Wärme erzeugt . Sie sind einfach nicht mithalten . "
Bale weist darauf hin , dass mitochondriale Dysfunktion des Gehirns ist in beiden Schizophrenie und Autismus Patienten berichtet.
In zukünftigen Arbeiten , hofft Bale , eine Suite im mütterlichen Plasma Stress Biomarker, die ein erhöhtes Risiko für neurologische Entwicklungs Krankheit für das Baby zu signalisieren könnten.
" Mit dieser Art einer Unterschrift , würden wir einen Weg finden, bei Risikoschwangerschaften erkennen und denken über Möglichkeiten, um einzugreifen, viel früher als die darauf warten, in der Plazenta suchen haben ", sagte sie .