Нарушение кластеризации олигодендроцитов в нижней теменной коре при шизофрении: связь с возрастом к началу заболевания

Цель исследования. Нижняя теменная и префронтальная кора является важной частью гетеромодальной ассоциативной коры, нарушения структуры и функций которой характерны для шизофрении и наиболее выражены у пациентов с ранним началом заболевания, то есть в период интенсивной миелинизации мозга. Ранее в префрональной коре выявлен дефицит олигодендроцитов при шизофрении.Материал и методы исследования. Проведено морфометрическое исследование численной плотности олигодендроцитов и кластеров олигодендроцитов в нижней теменной коре (слой 3 поля 40 по Бродману) в норме и при шизофрении. Исследование выполнено на коллекции срезов аутопсийного мозга Медицинского исследовательского института Стенли (США) c помощью стереологического метода оптического дисектора. Полученные результаты. Показано отсутствие групповых различий в численной плотности олигодендроцитов и снижение на 30% численной плотности кластеров олигодендроцитов при шизофрении по сравнению с контролем ( p < 0,01). Выявленные изменения статистически значимы только для подгруппы случаев шизофрении с ранним началом заболевания (9-18 лет) по сравнению с контролем (- 40%, p < 0,01).Выводы. Выявленный дефицит кластеров олигодендроцитов в мозге больных шизофренией может иметь отношение к нарушению процессов пролиферации и созревания предшественников олигодендроцитов при шизофрении.

шизофрения, нижняя теменная доля, морфометрия, олигодендроциты, кластеры олигодендроцитов, возраст начала заболевания, schizophrenia, inferior parietal lobule, morphometry, oligodendrocytes, oligodendrocyte clusters, age at onset

1. Hof P.R., Haroutunian V., Copland C., Davis K.L., Buxbaum J.D. Molecular and cellular evidence for an oligodendrocyte abnor- mality in schizophrenia. Neurochem. Res. 2002;27(10):1193- 1200

2. Tkachev D., Mimmack M.L., Ryan M.M., Wayland M., Freeman T., Jones P.B., Starkey M., Webster M.J., Yolken R.H., Bahn S. Oligo- dendrocyte dysfunction in schizophrenia and bipolar disorder. Lancet. 2003;62:798-805

3. Востриков В.М., Уранова Н.А., Рахманова В.И., Орловская Д.Д. Сниженная численная плотность олигодендроцитов в префронтальной коре при шизофрении. Журн. неврол. и психиатр. им. С.С. Корсакова. 2004;104(1):47-51

4. Hof P.R., Haroutunian V., Friedrich V.L., Byn W., Buitron C., Perl D.P., Davis K.L. Loss and altered spatial distribution of oli- godendrocytes in the superior frontal gyrus in schizophrenia. Biol. Psychiatry. 2003;53(12):1075-1085

5. Uranova N., Orlovskaya D., Vikhreva O., Zimina I., Kolo- meets N., Vostrikov V., Rachmanova V. Electron microscopy of oligodendroglia in severe mental illness. Brain Res. Bull. 2001;55(5):597-610

6. Uranova N.A., Vostrikov V.M., Vikhreva O.V., Zimina I.S., Kolomeets N.S., Orlovskaya D.D. The role of oligodendrocyte pathology in schizophrenia. Int. J. Neuropsychopharmacol. 2007;10(4):537-545

7. Vostrikov V.M., Kolomeets N.S., Uranova N.A. Reduced oligoden- droglial density in the neuronal parietallobule andlack of in- sight in schizophrenia. Europ. J. Psychiat. 2013;27(2):111-121

8. Katsel P., Davis K.L., Li C., Tan W., Greenstein E., Kleiner Hoffman L.B., Haroutunian V. Abnormal indices of cell cycle activity in schizophrenia and their potential association with oligoden- drocytes. Neuropsychopharmacology. 2008;33:2993-3009

9. Kerns D.C., Vong G.S., Barley K., Dracheva S., Katsel P., Casac- cia P., Haroutunian V., Byne W. Gene expression abnormalities and oligodendrocyte de cits in the internal capsule in schizo- phrenia. Schizophr. Res. 2010;120:150-158. doi:10.1016/j.schres.2010.04.012

10. Polito A., Reynolds R. NG2-expressing cells as oligodendrocyte progenitors in the normal and demyelinated adult central ner- vous system. Anat. 2005;207(6):707-716

11. Ruffini F., Arbour N., Blain M., Olivier A., Antel J.P. From the Neuroimmunology Unit,* Montreal Neurological Institute, McGill University, Montreal; and the Department of Neurosurgery,† Montreal Neurological Hospital, Montreal, Canada / Distinctive properties of human adult brain-derived myelin progenitor cells. Am. J. Pathol. 2004;165(6):2167-2175

12. Kang S.H., Fukaya M., Yang J.K., Rothstein J.D., Bergles D.E. NG2+ CNS glial progenitors remain committed to the oligoden- drocytelineage in postnatallife and following neurodegenera- tion. Neuron. 2010;68(4):668-681. doi:10.1016/j.neuron.2010.09.009

13. Peters A., Sethares C. Oligodendrocytes, their progenitors and other neuroglial cells in the aging primate cerebral cortex. Cerebral Cortex. 2004;14:995-1007

14. Mesulam M.M. From sensation to cognition. Brain. 1998;121:1013-1052

15. Binder J.R., Desai R.H., Graves W.W., Conant L.L. Where is the semantic system? A critical review and meta-analysis of 120 functional neuroimaging studies. Cereb. Cortex. 2009;19:2767- 2796. doi:10.1093/cercor/bhp055

16. Yildiz M., Borgwardt S.J., Berger G.E. Parietal lobes in schizophrenia: do they matter? Schizophr. Res. Treatment. 2011:581686. doi: 10.1155/2011/581686

17. Burke L., Androutsos C., Jogia J., Byrne P., Frangou S. The maudsley early onset schizophrenia study: the effect of age of onset and illness duration on fronto-parietal gray matter. Eur. Psychiatry. 2008;23(4):233-236. doi:10.1016/j.eurpsy.2008.03.007

18. Greenstein D., Lerch J., Shaw P., Clasen L., Giedd J., Gochman P., Rapoport J., Gogtay N. Childhood onset schizophrenia: cortical brain abnormalities as young adults. J. Child. Psychol. Psychia- try. 2006;47(10):1003-1012

19. Zilles K. Architecture of the human cerebral cortex. Paxinos G., Mai J.K., eds. The human nervous system; 2nd edition, Elsevier Academic Press, 2004

20. Gundersen H.J.G., Bagger P., Bendtsen T.F., Evans S.M., Korbo L., Marcusen N., Miller A., Neilsen K., Nyengaard J.R., Pakkenberg B., Sorensen F.B., Vesterby A., West M.J. The new stereological tools: Dissector, fractionator, nucleator point sampled intercepts and their use in pathological research and diagnosis. Acta. Pathol. Microbiol. Immunol. Scand. 1988;96:857-881

21. Nesvåg R., Lawyer G., Varnäs K., Fjell A.M., Walhovd K.B., Frigessi A., Jönsson E.G., Agartz I. Regional thinning of the cerebral cortex in schizophrenia: effects of diagnosis, age and antipsychotic medication. Schizophr. Res. 2008;98(1-3):16-28

22. Sullivan EV., Lim K.O., Mathalon D., Marsh L., Beal D.M., Harris D., Hoff A.L., Faustman W.O., Pfefferbaum A. A profile of cortical gray matter volume deficits characteristic of schizophrenia. Cereb. Cortex. 1998;8(2): 117-124

23. Segal D., Schmitz C., Hof P.R. Spatial distribution and density of oligodendrocytes in the cingulum bundle are unaltered inschizophrenia. Acta Neuropathol. 2009;117(4):385-394. doi:10.1007/s00401-008-0379-x

24. Copray S., Balasubramaniyan V., Levenga J., Bruijn J.E., Liem R., Boddeke E. Olig2 overexpression induces the in vitro differentiation of neural stem cells into mature oligodendrocytes. Stem Cells. 2006;24:1001-1010. 57

25. Katsel P., Tan W., Abazyan B., Davisa K.L., Rossc C., Pletnikov M.V., Haroutunian V. Expression of mutant human DISC1 in mice supports abnormalities in differentiation of oligoden- drocytes. Schizophr. Res. 2011;130: 238-249. doi:10.1016/j.schres.2011.04.021

26. Dietrich J., Blumberg B.M., Roshal M., Baker J.V., Hurley S.D., Mayer-Pr schel M., Mock D.J. Infection with an endemic human herpesvirus disrupts critical glial precursor cell properties. J. Neurosci. 2004;24(20):4875-4883

27. Gallo V., Zhou J.M., McBain C.J., Wright P., Knutson P.L., Armstrong R.C. Oligodendrocyte progenitor cell proliferation andlineage progression are regulated by glutamate receptor- mediated K+ channel block. J. Neurosci. 1996;16:2659-2670

28. Kondo M.A., Tajinda K., Colantuoni C., Hiyama H., Seshadri S., Huang B., Pou S., Furukori K., Hookway C., Jaaro-Peled H., Kano S.-I., Matsuoka N., Harada K., Ni K., Pevsner J., Sawa A. Unique pharmacological actions of atypical neuroleptic quetiapine: possible role in cell cycle/fate control. Transl. Psychiatry. 2013;3(4):e243. doi:10.1038/tp.2013.19

29. Wang H., Xu H., Niu J., Mei F., Li X., Kong J., Cai W., Xiao L. Hal- operidol activates quiescent oligodendroglia precursor cells in the adult mouse brain. Schizophr. Res. 2010;119(1-3):164-174. doi:10.1016/j.schres.2010.02.1068

30. Smiley J.F., Konnova K., Bleiwas C. Cortical thickness, neuron density and size in the inferior parietallobe in schizophrenia. Schizophr. Res. 2012;136:43-50. doi:10.1016/j.schres.2012.01.006

31. Thompson P.M., Vidal C., Giedd J.N., Gochman P., Blumenthal J., Nicolson R., Toga A.W., Rapoport J.L. Mapping adolescent brain change reveals dynamic wave of accelerated gray matter loss in very early-onset schizophrenia. Proc. Nat. Acad. Scie. USA. 2001;98(20):11650-11655

32. Giedd J.N. Structural magnetic resonance imaging of the adolescent brain. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2004;1021:77-85