МикроРНК восстановили общительность мышей с иммунодефицитом

Циркулирующие в крови факторы влияют на работу мозга и поведение у грызунов. Например, у мышей без T- и B-клеток нарушены память и обучаемость, они более тревожны и менее социальны. Цитокины, продуцируемые T-клетками, такие как интерферон-гамма, интерлейкин-4 (IL-4) и IL-17, влияют на эти поведенческие реакции. Но в иммунную регуляцию функций мозга и поведения могут быть вовлечены и дополнительные факторы. Исследователи из США показали роль внеклеточных везикул крови в этих процессах.

У мышей Rag2^-/- отсутствуют T- и B-клетки, для них как раз характерна пониженная общительность. Авторы показали, что такое же поведение характерно для Rag1^-/- мышей. Повысить общительность мышей можно, передав им спленоциты или очищенные T-клетки мышей дикого типа. Но таким же эффектом обладала и сыворотка. При этом в сыворотке не определялись цитокины, такие как интерферон-гамма и IL-17.

Авторы предположили, что на поведение могут влиять внеклеточные везикулы. В крови мышей Rag1^-/- было меньше везикул с меткой CD3ε, которая говорит об их происхождении из T-клеток. Действительно, введение мышам Rag1^-/- везикул от мышей дикого типа не изменило число иммунных клеток, но повлияло на общительность. Более того, то же происходило с мышами Cntnap2^-/- и Shank3^-/-. На поведение мышей дикого типа дополнительные везикулы не влияли. Также везикулы не влияли на предпочтение мышами новых социальных контактов.

Меченые красителем везикулы обнаруживались по всему мозгу мыши-реципиента, включая медиальную префронтальную кору (mPFC), гиппокамп и мозжечок. Там везикулы колокализовались с нейронами и микроглией, но не с астроцитами или олигодендроцитами.

mPFC играет центральную роль в контроле общительности. У мышей Rag1^-/- была повышена экспрессия c-Fos (маркера активности нейронов) в mPFC, в основном в возбуждающих нейронах CaMKIIα+. Под действием везикул экспрессия c-Fos снижалась, то есть они нормализовали возбудимость mPFC. Гипервозбудимости mPFC у мышей Rag1^-/- способствует нарушение ингибиторного постсинаптического сигналинга.

Авторы провели РНК-секвенирование PFC мышей Rag1^-/- после введения внеклеточных везикул, а также у мышей дикого типа. Введение везикул повлияло на экспрессию 2027 генов в PFC мышей Rag1^-/-. Из них 1289 генов были общими с 4772 генами, которые отличают мышей дикого типа и Rag1^-/-. Эта группа была обогащена генами, связанными с синаптической регуляцией.

Внеклеточные везикулы могут содержать микроРНК, которые влияют на генную экспрессию. Авторы извлекли фракцию малых РНК из везикул мышей дикого типа и погрузили их в везикулы мышей Rag1^-/-. Такие везикулы тоже повышали общительность иммунодефицитных мышей.

Исследователи проанализировали 755 мРНК, уровни которых были повышены в PFC мышей Rag1^-/- и снижены после введения везикул. Приоритет отдали мРНК, участвующие в регуляции ГАМК-эргических синапсов и идентифицировали семь генов-кандидатов. Сравнивая эти мРНК с предсказанными мишенями 40 микроРНК, экспрессия которых увеличилась при переносе Т-клеток дикого типа в Rag1^-/-, авторы выделили ген Prkce, кодирующий PKCε. Также они выявили две микроРНК, таргетирующие Prkce — miR-23a-3p и miR-103-3p. Они обнаруживались во внеклеточных везикулах мышей дикого типа на их количество значительно снижено в везикулах мышей Rag1^-/-, Shank3^-/- и Cntnap2^-/-.

Авторы загрузили во внеклеточные везикулы Rag1^-/- мимики микроРНК miR-23a-3p и miR-103-3p. Под их действием у мышей Rag1^-/- выросла общительность, снизилась экспрессия c-Fos и PKCε в нейронах mPFC. Исследователи подтвердили, что их источником являются T-клетки.