Хронический стресс способен «перепрошивать» мозг и провоцировать психические расстройства. Теперь ученые показали: крошечный процесс присоединения сахара может работать как выключатель депрессии, раскрывая новые механизмы формирования расстройства и давая мишени для лечения.
Команда Института фундаментальных наук (Южная Корея) выяснила, что длительный стресс меняет то, как белки в медиальной префронтальной коре мозга «обрастают» сиаловой кислотой — сахаром, влияющим на поверхностные свойства нейронов. Эти цепочки сахаров, гликаны, присоединяются к белкам после их синтеза; этот процесс называется гликозилированием.
Особый тип такой реакции — O-гликозилирование, когда сахара крепятся к атомам кислорода в определенных аминокислотах. Такая «сахарная оболочка» регулирует контакты и передачу сигналов между нейронами. Раньше это редко связывали с психическими расстройствами, но сейчас уже понятно: стресс сбивает эти схемы и меняет привычную коммуникацию клеток.
Исследователи выявили ключевой фермент — St3gal1. Он выполняет финальное «сахарное кепирование», от которого зависят «сроки годности» белков и их взаимодействия в синапсах. Когда этот шаг нарушается, возникают похожие на депрессию эффекты.
С помощью масс-спектрометрии ученые составили карту O-гликозилирования в девяти областях мозга здоровых мышей. У каждой оказался свой собственный «сахарный» профиль. Сравнение с мышами в состоянии хронического стресса выявило резкие изменения в префронтальной коре: у таких особей снижалось финальное кепирование и падала экспрессия St3gal1.
Выбивание гена St3gal1 у здоровых животных вызывало утрату мотивации и рост тревожности. Напротив, повышение уровня St3gal1 у мышей в стрессе ослабляло такие проявления. Фермент также поддерживает «сахарные метки» на нейрексине‑2 — белке, обеспечивающем связь между нейронами. При стрессе метки исчезали вместе с нормальной передачей сигналов, но восстановление St3gal1 их возвращало.
Авторы подчеркивают, что исследование проводили на самцах мышей, а человеческие нейросети намного сложнее. Многие антидепрессанты нацелены на серотонин, но все больше данных говорит: дело не только в «низком серотонине».