Динамика белка теплового шока имеет решающее значение при спасении мозга мышей с болезнью Альцгеймера от гибели нейронов
Согласно исследованию, проведенному в университете Южной Флориды, необходим контроль динамики белка теплового шока Hsp27 для избавления от патологического скопления тау-частиц в мозге мышей, генетически модифицированном с целью развития в нем беспорядочного соединения тау-частиц для подавления памяти по типу болезни Альцгеймера.
Исследователи из Института здоровья Берда-Альцгеймера при университете Сан-Франциско (USF Health Byrd Alzheimers Institute) продемонстрировали, что успешное переключение Hsp27 из активного состояния в пассивное, и наоборот, стало решающим сразу в двух областях – обеспечение рециркуляции тау-белка в здоровых нервных клетках и удаление испорченных тау-частиц из мозга перед тем, как белок образует кластеры в виде вязких беспорядочных нейрофибриллярных скоплений, которые убивают клетки мозга, вовлеченные в процесс формирования памяти. Результаты исследования были опубликованы онлайн 17 ноября 2010 года в издании Journal of Neuroscience (Журнал Нейробиологии).
«Наше исследование показывает, что Hsp 27 может быть палкой о двух концах в зависимости от окружающей среды нейронов в мозге,» говорит научный руководитель исследования Чэд Дики, доктор философии, доцент кафедры молекулярной медицины в университете Сан-Франциско. «Когда мы сможет более точно определить механизм, связывающий белки теплового шока с процессом соединения и деградации тау-частиц, мы сможем приблизиться к более персонифицированному и эффективному лечению, как болезни Альцгеймера, так и других неврологических нарушений».
Hsp27 — один из нескольких белков теплового шока, который контролирует активность тау-частиц в нервных клетках, обеспечивая, чтобы тау-белок свернулся в свою сложную форму. Если каким-то образом тау-частица сворачивается неправильно, белок не может нормально выполнять свою работу по поддержанию структуры нервных клеток. Если свертывание происходит неправильно (с отклонениями от нормы) тау-частицы начинают образовывать беспорядочные скопления в клетках, вовлеченных в процессы памяти, и разрушая их.
В ходе исследования, проведенном в университете Сан-Франциско, были использованы мыши, генетически перестроенные для образования белковых скоплений наподобие тех, что были найдены в мозге людей с болезнью Альцгеймера. В одном эксперименте исследователи вводили в мозг мышей 4-месячного возраста, страдающих болезнью Альцгеймера, вирусные частицы, имитирующие или активный немутантный тип Hsp27, или генетически измененный Hsp27, который был постоянно «включен» или активирован. К 4 месяцам мыши с болезнью Альцгеймера являются достаточно взрослыми и имеют большие скопления тау-частиц, но еще возможно очистить белок, прежде чем нерастворимые ядовитые скопления возьмут верх.
Когда исследователи получили мозговую ткань мышей два месяца спустя (в 6 месяцев), они обнаружили, что оба варианта Hsp27 взаимодействовали с тау-частицами. Однако, только немутантный тип Hsp27 удалил тау-частицы из мозга, снижая нейронный уровень тау-частиц. Генетически измененный Hsp27 увеличил уровень тау-частиц.
В другом эксперименте исследователи рассмотрели физиологические аспекты чрезмерной экспрессии Hsp27 в мозге. Оба варианта Hsp27 были применены для мышей 2-х месячного возраста с болезнью Альцгеймера. В 4 месяца их мозговая ткань была исследована с целью определения, улучшил ли Hsp27 дефицит нейронов, вызванный скоплением неправильных тау-частиц за предыдущий 2-месячный период. Исследователи обнаружили, что чрезмерная экспрессия немутантного типа Hsp27 смогла спасти мышей от гибели нейронов. Генетически измененный (постоянно активированный) Hsp27 этого сделать не смог.
Исследователи сделали вывод, что Hsp27 в состоянии меняться из активного состояния в пассивное, и наоборот, с целью удаления неправильных тау-частиц и таким образом препятствуя склеиванию белка и его чрезмерного разрастания в мозге. Кроме того, Hsp27 может поддерживать функционирование здоровых тау-частиц, только если белок теплового шока взаимодействует с тау-частицами до того момента, когда они еще могут растворяться – перед тем, как тау-частицы образуют твердые скопления, убивающие нервные клетки. Белок теплового шока не в состоянии разрушать сформированные скопления тау-частиц.
«При определенных обстоятельствах, активный белок теплового шока может помочь в стабилизации и рециркуляции тау-частиц для восстановления белка и возвращения его к нормальной работе по поддержке структуры нервных клеток», — говорит доктор Дики. «Но когда тау-частицы сворачиваются неправильно, активированный Hsp27 фактически может удерживать плохие тау-частицы, подавляя их высвобождение или удаление из мозга. В таком случае, лучше ингибировать или дезактивировать Hsp27 с целью избавления от тау-частиц».
Источник: medicaldaily.com
Перевод: Vitaminov.net
