Защита мозга от аномальных белковых агрегатов, вызывающих деменцию.
Для поддержания клеточного гомеостаза (т.е. состояния равновесия) клетки подвергаются селективной аутофагии или самодеградации нежелательных белков. Рецепторы аутофагии контролируют этот процесс, опосредуя выбор целевого белка, который затем «очищается».
Тау-белки, которые в остальном играют важную роль в стабилизации и поддержании внутренней организации нейронов в головном мозге, аномально накапливаются внутри нейронов при таких состояниях, как деменция и болезнь Альцгеймера. Это накопление гиперфосфорилированных белков тау (или олигомеров тау) вызывает образование нейрофибриллярных клубков (НФТ) и возможную гибель клеток нейронов в мозге людей с деменцией, способствуя прогрессирующим нейродегенеративным симптомам заболевания. Теперь, хотя тау-белки могут разрушаться посредством селективной аутофагии, точный механизм того, как это происходит, остается загадкой.
Однако недавний прорыв в исследовании, проведенном учеными из Национального института квантовой науки и технологии в Японии, доказал критическую роль определенного гена — гена p62 — в избирательной аутофагии тау-олигомеров. В команду входили исследователь Майко Оно и руководитель группы Нарухико Сахара — оба из отдела функциональной визуализации мозга Национальных институтов квантовой науки и технологии в Японии. Их статья, опубликованная в Aging Cell, была доступна в Интернете 5 июня 2022 года.
Предыдущие исследования показали, что аномальное накопление тау-белков может избирательно подавляться путями аутофагии через белок-рецептор p62 (который является селективным белком-рецептором аутофагии). Говорит Майко Оно: «Способность этого белка связываться с убиквитином помогает в идентификации агрегатов токсичных белков (например, олигомеров тау), которые затем могут разрушаться клеточными процессами и органеллами».
Однако новизна этого исследования заключалась в демонстрации «нейропротекторной» роли p62 на живой модели, чего раньше никогда не делалось. Итак, как исследователи добились этого? Они использовали мышиные модели слабоумия. Ген р62 был делетирован (или нокаутирован) в одной группе этих мышей, поэтому они не экспрессировали белки рецептора р62.
При изучении головного мозга этих мышей с помощью иммуноокрашивания и сравнительного биохимического анализа была выявлена интересная картина. Агрегаты нейротоксического тау-белка были обнаружены в гиппокампе — области мозга, связанной с памятью, — и стволе мозга — центре, который координирует дыхание, сердцебиение, артериальное давление и другие произвольные процессы — у мышей с нокаутом p62 (KO). Когда мы рассматриваем это вместе с симптомами деменции, которые включают потерю памяти , спутанность сознания и изменения настроения, эти результаты приобретают большой смысл.
МРТ-сканирование показало, что гиппокамп мышей p62 KO дегенерировал (атрофировался) и воспалился. Посмертная оценка их мозга выявила большую потерю нейронов в гиппокампе. Дальнейшие иммунофлуоресцентные исследования показали, что аномальные агрегаты видов тау могут вызывать цитотоксичность, приводящую к воспалению и гибели клеток нейронов у мышей p62 KO. Олигомерный тау, в частности, больше накапливался в мозгу мышей p62 KO.
В целом результаты этого исследования доказывают, что, устраняя и, следовательно, предотвращая агрегацию олигомерных видов тау в головном мозге, p62 играет нейропротекторную роль в моделях деменции.
В то время, когда исследователи во всем мире пытаются разработать лекарства от деменции и других родственных нейродегенеративных расстройств, результаты этого исследования будут иметь большое значение для предоставления доказательств точного нацеливания на олигомеры тау. Глобальная популяция стареющих людей увеличивается с каждым годом; следовательно, потребность в разработке методов замедления возникновения и прогрессирования различных нейродегенеративных заболеваний также возрастает. Настоящее исследование представляет собой позитивный шаг к удовлетворению этой потребности.
Теги: деменция
