Winzige Dornen im Gehirn verraten Schizophrenie-Risiko frühzeitig
Neuronen sind mit winzigen Fortsätzen bedeckt, den sogenannten Dendriten-Dornen. Deren Form und Größe könnten auf eine Anfälligkeit für psychiatrische Erkrankungen wie Schizophrenie hinweisen – und möglicherweise auch auf altersbedingte kognitive Einbußen.
Forscher haben in eLife eine Methode veröffentlicht, mit der sich die Nanostruktur von Dendriten-Dornen in Mausmodellen psychiatrischer Erkrankungen automatisch kartieren und vergleichen lässt. Untersucht wurden Modelle sowohl für Schizophrenie als auch für Autismus-Spektrum-Störungen (ASD). In den Schizophrenie-Modellen zeigte sich eine Zunahme kleiner, unterentwickelter Dornen. In den ASD-Modellen waren hingegen große Dornen häufiger vertreten.
Dendriten-Dornen sind die Kontaktstellen, über die Neuronen eingehende Signale empfangen. Ihre Größe und Anzahl bestimmen zum Teil, wie gut eine Synapse – also die Verbindung zwischen Nervenzellen – funktioniert. Störungen in der Struktur dieser Dornen wurden seit Langem mit psychiatrischen Erkrankungen in Verbindung gebracht, doch eine objektive, populationsweite Analyse fehlte bislang.
Ein Gen hinter dem Schizophrenie-Muster
Die Forschenden nutzten ihre Analyse außerdem, um nach der molekularen Ursache des schizophrenie-assoziierten Dornen-Musters zu suchen. Dabei stellten sie fest, dass das Gen Ecrg4, das kleine sekretorische Peptide (von Zellen ausgeschüttete Proteine) kodiert, in den Schizophrenie-Modellen aktiver war. Folgeexperimente bestätigten, dass dieses Gen die Dynamik und Form kleiner Dornen direkt beeinflusst.
Aus einer Langlebigkeitsperspektive ist der synaptische Abbau – bei dem Synapsen nach und nach an Effizienz verlieren – auch ein Merkmal alternder Gehirne. Die Idee, dass eine populationsweite Analyse von Dendriten-Dornen ein frühes Signal liefern könnte, ließe sich grundsätzlich auch auf den altersbedingten synaptischen Verfall ausweiten. Das geht allerdings über das hinaus, was diese Studie unmittelbar belegt, und ist als Interpretation zu verstehen.
Von der Maus zum Menschen
Es handelt sich um Mausforschung, und psychiatrische Erkrankungen lassen sich bei Nagetieren nie vollständig mit den menschlichen Entsprechungen gleichsetzen. Doch der methodische Ansatz – die automatisierte Populations-Analyse synaptischer Mikrostrukturen – könnte künftig auch auf menschliches Gewebe aus Gehirnbanken angewendet werden und damit neue Wege zur Frühdiagnose synaptischer Störungen eröffnen.
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