Disentangling the Role of SHANK1 in a Mouse Model for Autism Spectrum Disorder: From Brain to Behavior

Autismus-Spektrum- Störungen (ASS) gehören zu einer Gruppe von Entwicklungsstörungen des Nervensystems. Diese Störungen zeichnen sich durch anhaltende Abweichungen der sozialen Kommunikation und Interaktion in verschiedenen Kontexten und durch eingeschränkte, repetitive Verhaltensmustern aus. Häufig tritt eine Komorbidität mit mentalen Retardierungen auf. Viele Studien konnten eine genetische Ursache für die Entstehung dieser Krankheit verantwortlich machen. Besonders Mutationen einer Familie postsynaptischer Proteine, den SHANKs, haben sich dabei als wahrscheinliche Grundlage dieser genetischen Ursache herausgestellt, da verschiedene SHANK-Mutationen gehäuft in ASS-Patienten auftreten. Tiermodelle bieten eine effektive Möglichkeit, die genetischen Ursachen, die der Entstehung dieser Krankheit zugrunde liegen mit Verhaltensauffälligkeiten zu korrelieren. In dieser Dissertation wurde die Rolle von SHANK1 in der Entstehung von ASS-assoziierten Symptomen in unterschiedlichen sozialen Kontexten während der Entwicklung in einem Shank1 knockout Mausmodell untersucht. Während ein Shank1 knockout auf das murine Sozialverhalten nur einen mäßigen Einfluss hat (Studie I), entwickelten diese Mutanten in verschiedenen sozialen Kontexten Kommunikationsdefizite und repetitives Verhalten (Studie II&III). Darüber hinaus deutet Studie I darauf hin, dass SHANK1 eine Rolle bei der Komorbidität von ASS und der mentalen Retardierung spielt, da ein Shank1 Knockout zu kognitiven Beeinträchtigungen führte. Diese kognitive Beeinträchtigung korrelierte mit einer erhöhten Expression von mit Lernen assoziiertem BDNF im Hippocampus, was die herausragende Rolle des Hippocampus in diesem Zusammenhang unterstreicht. Die erhöhte BDNF Expression ging weiterhin mit epigenetischen Veränderungen einher (Studie I). Zusammengefasst deuten diese Resultate auf eine Beteiligung einer Shank1 Mutation bei der Entstehung ASS-assoziierter Defizite in der Maus hin. Diese Ergebnisse tragen zum Verständnis der Rolle von SHANK1 bei der alters- und geschlechtsabhängigen Entstehung von Abweichungen der sozialen Kommunikation und Interaktion, repetitivem Verhalten, und kognitiven Defiziten bei und unterstreichen dadurch die Bedeutung des sozialen Kontexts bei der Erforschung von ASS.