Учёные открывают ключевые механизмы дегенерации синапсов в мозге Альцгеймера

Учёные открывают ключевые механизмы дегенерации синапсов в мозге Альцгеймера
10:26, 06 Окт.

Мозг здорового взрослого человека наделен огромным количеством синапсов, структур, которые передают сигналы через нервные клетки, чтобы обеспечить связь, обработку и хранение информации по всей нервной системе.

Помимо динамических периодов, когда мозг изучает новую информацию или навыки, количество «глутаматергических» синапсов, основного типа синапсов, которые нейроны используют для активации друг друга, в значительной степени остается постоянным у взрослых.

Известно, что при заболеваниях мозга, таких как болезнь Альцгеймера, эти синаптические связи, которые хранят наши драгоценные воспоминания, слишком рано ломаются и исчезают.

Считается, что эта дегенерация синапсов начинается задолго до потери памяти и ускоряется по мере прогрессирования заболеваний. Причины дегенерации синапсов при нейродегенеративных расстройствах до конца не изучены, главным образом потому, что ученые еще не раскрыли ключевые механизмы, которые обычно удерживают вместе эти крошечные структуры (в среднем один микрометр в диаметре) на протяжении всей нашей жизни.

Нейробиологи из Калифорнийского университета в Сан-Диего открыли давно востребованные механизмы поддержания глутаматергических синапсов .

Основываясь на этом фундаментальном открытии, научный сотрудник отдела биологических наук Бо Фэн, профессор Иминь Цзоу и их коллеги определили основные компоненты, вызывающие дегенерацию синапсов , ассоциированную с бета-амилоидом .

Бета-амилоид — это пептиды из 36–43 аминокислот, полученные из белка-предшественника амилоида (АРР), и являются основным компонентом амилоидных бляшек, обнаруживаемых в головном мозге людей с болезнью Альцгеймера.

Несмотря на огромные усилия, открытие лекарств от болезни Альцгеймера не увенчалось успехом.

До сих пор основные подходы заключались либо в снижении продукции бета-амилоида, либо в устранении бляшек бета-амилоида.

Новое открытие исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего, опубликованное в журнале Science Advances 18 августа 2021 года, предлагает альтернативный подход в дальнейшем: защита синапсов путем прямого блокирования токсических действий бета-амилоида.

Глутаматергические синапсы — это сильно поляризованные структуры с пресинаптической частью от одной нервной клетки и постсинаптической частью от другой.

Этот тип полярности обеспечивает правильное направление информационного потока.

Лаборатория Цзоу ранее обнаружила, что во время развития мозга сильно поляризованные синаптические структуры собираются компонентами пути планарной клеточной полярности (PCP): мощного сигнального пути, который поляризует межклеточные соединения вдоль плоскости ткани.

Используя микроскопию со сверхвысоким разрешением, исследователи обнаружили точное местоположение тех же компонентов передачи сигналов PCP, названных Celsr3, Frizzled3 и Vangl2, в глутаматергических синапсах в мозге взрослого человека.

Затем они обнаружили, что удаление этих компонентов, необходимых для первоначальной сборки синапсов из взрослых нейронов, может резко изменить количество синапсов.

Интересно, участвуют ли эти компоненты в дегенерации синапсов, они проверили, влияет ли бета-амилоид, ключевой фактор потери синапсов при болезни Альцгеймера, на функцию или взаимодействие этих белков.

В серии экспериментов они показали, что амилоидные бета-олигомеры связываются с Celsr3 и позволяют Vangl2 более эффективно разбирать синапсы, вероятно, за счет ослабления взаимодействий между Celsr3 и Frizzled3.

«Это похоже на то, как если бы бета-амилоид давно открыл ахиллесовую пяту наших синапсов», — сказал Цзоу, профессор секции нейробиологии Отделения биологических наук.

Когда исследователи удалили Vangl2 из нейронов, они обнаружили, что бета-амилоид больше не может вызывать дегенерацию синапсов как в культурах нейронов, так и у животных, подвергшихся воздействию олигомеров бета-амилоида.

Ryk, регулятор пути PCP, который взаимодействует с Frizzled3 и Vangl2, также обнаруживается в синапсах взрослых и действует так же, как Vangl2, обеспечивая разборку синапсов.

Как выяснили исследователи, блокирование Ryk с помощью функционально-блокирующих антител может защитить синапсы от дегенерации, вызванной бета-амилоидом.

Для дальнейшей проверки гипотезы о том, что этот фундаментальный сигнальный путь является основной мишенью дегенерации синапсов при болезни Альцгеймера, лаборатория Zou использовала мышей 5XFAD, хорошо известной мышиной модели патологии бета-амилоида.

Эта трансгенная мышь несет пять человеческих мутаций, вызывающих болезнь Альцгеймера, и поэтому демонстрирует серьезные симптомы дегенерации синапсов и потери когнитивной функции.

Они обнаружили, что удаление Ryk путем нокаута гена из взрослых нейронов защищает синапсы и сохраняет когнитивные функции мышей 5XFAD.

Инфузия функции, блокирующей антитело Ryk, также защищает синапсы и сохраняет когнитивные функции у мышей 5XFAD, что позволяет предположить, что антитело Ryk является потенциальным терапевтическим агентом.

Эти захватывающие результаты предполагают, что путь PCP является прямой мишенью для потери синапсов, вызванной бета-амилоидом, при болезни Альцгеймера.

«Поскольку патология бета-амилоида и потеря синапсов обычно возникают на ранних стадиях болезни Альцгеймера, даже до того, как можно будет обнаружить снижение когнитивных функций, раннее вмешательство, такое как восстановление баланса пути PCP, вероятно, будет полезно для пациентов с болезнью Альцгеймера», — сказал Зоу.

Нейровоспаление, отраженное активацией астроцитов и микроглии, также является признаком патологии Альцгеймера, которая может быть вызвана накоплением бета- амилоида и, как известно, ускоряет потерю синапсов.

Интересно, что лаборатория Zou обнаружила, что антитело Ryk также может блокировать активацию астроцитов и микроглии у мышей 5XFAD.

Хотя они не могут различить, связано ли это с косвенным эффектом защиты синапсов или с блокадой функций Ryk при воспалении, или с обоими, Zou считает, что результаты согласуются с улучшением когнитивного поведения и дополнительно поддерживают Ryk как потенциальную терапевтическую мишень для обоих.

защита синапсов и уменьшение воспаления при болезни Альцгеймера.

«Это открытие может быть применимо к дегенерации синапсов в целом, поскольку компоненты PCP могут быть прямыми синаптическими мишенями, опосредующими потерю синапсов при других нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Паркинсона и боковой амиотрофический склероз (болезнь Лу Герига)», — сказал Зоу.

Рубрика: Главное. Читать весь текст на gazetadaily.ru.

 

Инструкция: установка или обновление до Windows 11 без TPM 2.0 и Secure Boot 5 октября 2021 года состоялся официальный релиз Windows 11, а значит система начала распространяться в качестве бесплатного обновления для Windows 10...

Назван список устройств, которые точно обновятся до Android 12 Как мы уже сообщили, компания Google выпустила финальную сборку операционной системы Android 12, но пока не обновила до нее ни одного смартфона.В бло...

Представлена глобальная версия ноутбука Huawei Matebook 16 с гибридным процессором Ryzen 5000H APU Компания Huawei представила в Европе свой первый ноутбук с диагональю 16 дюймов, который в мае был анонсирован в Китае.Huawei MateBook 16 оснащен LCD...

Meizu представила новые топовые смартфоны Компания Meizu на презентации в Китае 22 сентября представила флагманские смартфоны Meizu 18s и Meizu 18s Pro. Как сообщает Gizmochina – это улучшенн...

Apple планирует выявлять депрессию с помощью iPhone – СМИ Компания Apple разрабатывает технологию для диагностики депрессии и снижения когнитивных функций. Об этом 21 сентября сообщил сайт 9to5mac со сылкой ...

Борис Кутенков: культуртрегерство помогло мне достичь внутреннего равновесия Борис Кутенков — известный поэт, литературный критик, культуртрегер, выпускник Литературного института им. А. М. Горького, редактор отдела культуры "...

Google принудительно включит вам «двухфакторку». Всё ради вашего блага Google собирается включить двухфакторную аутентификацию для всех пользователей по умолчанию до конца 2021 года. Об этом сообщает сама компания в свое...

Apple наконец прокачала AirPods Pro и AirPods Max. Дождались! Apple запустила новую функцию для своих AirPods Pro и AirPods Max, о которой рассказывала на WWDC 2021. Об этом сообщает 9to5Mac. Согласно источнику,...

Почему Физика один из главных предметов в школе? Изучая физику в школе, дети существенно расширяют свои знания об окружающем мире. С помощью этой науки создано множество устройств и механизмов. Само...

Особенности аренды коммерческой недвижимости Подчас, при выполнении трудных заданий и достижении высоких целей мы сталкиваемся с проблемами казалось бы, на самых простых этапах. Так, например, п...

+3650 пунктов — Стратегия форекс «Грабёж» для XAUUSD (золота) Стратегия форекс «Грабёж» основана на модифицированных индикаторах на основе индикатора CCI. В основе заложен простейший принцип, определение основно...

+555,35% за 12 мес: Тест стратегии форекс «RiSSe» для GBP/USD (H1) Тест стратегии форекс «RiSSe», в которой торговля ведется на основе сигналов 2-х индикаторов: nonlagdotMS и RSISignal. Подробное описание условий зак...

На что обращать внимание при выборе смартфона Samsung Для многих пользователей электронных устройств смартфон является неотъемлемой частью повседневной жизни. В нём хранится вся необходимая информация, а...

iPad Air 4: планшет нового поколения от Apple 15 сентября команда из Купертино провела осеннюю презентацию. Одним из анонсируемых гаджетов стал планшет Apple iPad Air 2020. Девайс выполнен в диза...

Полиция американского Джексонвилла покрывает помощника шерифа, сбившего насмерть пешехода Семья американца Блейна Лэнда, погибшего под колесами полицейского автомобиля, четвертый год не может добиться справедливого расследования и наказани...