Гарвардские исследователи опубликовали результаты экспериментов, которые вносят важный вклад в многолетние дискуссии о механизме возникновения болезни Альцгеймера.
Эта патология в последние годы приобрела печальную известность в качестве самого устрашающего представителя нейродегенеративных заболеваний (то есть заболеваний, приводящих к гибели тех или иных групп нервных клеток). Болезнь Альцгеймера в основном поражает нейроны височно-теменных отделов коры головного мозга, где расположены центры памяти и интеллекта. Поэтому она неизбежно приводит к прогрессирующей деменции, иначе говоря, слабоумию.
Хотя болезнь Альцгеймера известна более ста лет, причины отмирания нейронов пока находятся под вопросом. При микроскопическом исследовании срезов мозговых тканей жертв этой болезни легко заметить специфические бляшки, окруженные погибшими клетками. Они в основном состоят из нерастворимого волокнистого пептида, известного как бета-амилоид. Эти пептидные цепочки возникают в результате последовательной работы двух ферментов — бета- и гамма-секретазы, которые разрезают на части молекулы сложного гликопротеина APP (amyloid precursor protein, «белковый предшественник амилоида»), входящего в состав клеточных мембран. Хотя APP присутствует во многих тканях, он в основном концентрируется в стыках между нейронами — синапсах.
Многие специалисты считали и считают, что гибель нейронов при болезни Альцгеймера вызвана накоплением бета-амилоидных бляшек, которые действуют в качестве сильных нейротоксинов. У этой модели есть немало подтверждений. Например, строго доказано, что определенные мутации гена, который кодирует белок APP, сильно увеличивают риск развития болезни Альцгеймера. Кроме того, амилоидные белки (а бета-амилоид — лишь их разновидность) вообще подозреваются в связях с целым букетом заболеваний, в частности губчатой энцефалопатией (болезнью Крейтцфельдта–Якоба) и сахарным диабетом второго типа. Так что амилоидная гипотеза вполне правдоподобна.
Однако есть и другие объяснения. В тех же участках мозга, где откладываются бета-амилоидные бляшки и гибнут нейроны, неизменно обнаруживаются скопления очень любопытных обитателей мозга — глиальных макрофагов (их также именуют микроглией). Это один из видов нейроглии — вспомогательных клеток нервной ткани, которые заполняют пространство между нейронами и питающими их капиллярами. Нейроглия выполняет множество разнообразных функций, в том числе и иммунных. Их реализуют как раз глиальные макрофаги. Как и все макрофаги, они обладают способностью к фагоцитозу, поглощению бактерий и других инородных объектов. Поэтому возникло предположение, что нейроны прежде всего атакует именно микроглия, которая затем каким-то образом способствует образованию амилоидных отложений.
Наконец, в самих пораженных нейронах наблюдаются спиралевидные нити аномального тау-белка, в котором также видят возможного виновника болезни Альцгеймера.
Гарвардские нейрологи решили проверить, что именно появляется раньше — бета-амилоиды или микроглия. Они работали с генноинженерными мышами линии APPswe/PS1d9xYFP (известной также как B6C3-YFP). Первые три буквы столь длинного кодированного названия как раз и означают, что организм этих грызунов усиленно вырабатывает аномальную разновидность белкового предшественника амилоида (точнее, это химерический мышино-человеческий белок, что обозначено буквами swe). Этот предшественник амилоида служит сырьем для образования бета-амилоидных бляшек, которые откладываются в мозгу этих грызунов на пятом-шестом месяце жизни. Такие мыши используются в качестве лабораторной биомодели болезни Альцгеймера.
Триада YFP есть аббревиатура названия yellow fluorescent protein, желтый фосфоресцирующий белок. Он синтезируется организмом мышей (благодаря специально встроенному гену) и откладывается именно в тех участках головного мозга, которые поражаются при болезни Альцгеймера. Наличие этого белка позволяет наблюдать за тканями мозга живых мышей через специально прорезанные окошки с помощью замечательного оптоэлектронного прибора — мультифотонного лазерного конфокального микроскопа.
Профессор биологии Брэдли Хайман (Bradley Hyman) и его коллеги получили весьма любопытные результаты. Они выяснили, что сначала в коре головного мозга образуются именно амилоидные бляшки, причем с очень высокой скоростью. Ранее считалось, что даже у мышей этот процесс растягивается на недели либо месяцы (а у людей, естественно, на годы). Оказалось, что у подопытных мышей бляшки откладываются гораздо быстрее, всего за сутки. Еще через день-два к ним стягивается микроглия, а одной-двумя неделями позже начинается деформация нейронов. Эти процессы хорошо видны на приложенных микрофотографиях.
Это не всё. Гарвардские исследователи выяснили, что амилоидные отложения начинаются с возникновения крошечных зародышей — микробляшек. Хотя их размеры очень малы, они повреждают отростки нервных клеток, аксоны и дендриты, по которым передаются нервные импульсы. Возможно, именно этим объясняется тот печальный факт, что болезнь Альцгеймера повреждает синаптические связи между нейронами.
Конечно нейрофизиология мышей отличается от человеческой, так что окончательные выводы делать рано. Тем не менее работа профессора Хаймана и его сотрудников сильно подкрепила гипотезу бета-амилоидной природы болезни Альцгеймера. Их результаты изложены в статье, которая 7 февраля появилась в журнале Nature.
Источник: Bradley T. Hyman et al. Rapid appearance and local toxicity of amyloid-β plaques in a mouse model of Alzheimer's disease // Nature. 2008. V. 451. P. 20–724.
Алексей Левин
|
Последние новости: Нейробиология, Медицина, Алексей Левин
Астрономические наблюдения недели
Новости науки почтой (рассылка на Subscribe.ru):
Новости науки по темам:
антропология,
археология,
астрономическая научная картинка дня,
астрономия,
биология,
биотехнологии,
генетика,
геология,
затмения,
информационные технологии,
космос,
лингвистика,
математика,
медицина,
нанотехнологии,
наука в России,
наука и общество,
Нобелевские премии,
палеонтология,
Первое апреля,
психология,
технологии,
физика,
химия,
эволюция,
экология,
энергетика,
этология
Новости науки по авторам:
Дарья Баранова,
Вера Башмакова,
Александр Бердичевский,
Максим Борисов,
Варвара Веденина,
Александр Венедюхин,
Михаил Волович,
Алексей Гиляров,
Сергей Глаголев,
Николай Горностаев,
Юрий Ерин,
Анастасия Еськова,
Дмитрий Замолодчиков,
Игорь Иванов,
Мария Кирсанова,
Дмитрий Кирюхин,
Александр Козловский,
Алексей Левин,
Андрей Логинов,
Лейла Мамирова,
Александр Марков,
Мария Медникова,
Вадим Мокиевский,
Максим Нагорных,
Елена Наймарк,
Петр Петров,
Александр Пиперски,
Константин Попадьин,
Сергей Попов,
Роман Ракитов,
Татьяна Романовская,
Александр Самардак,
Александр Сергеев,
Андрей Сидоренко,
Даниил Смирнов,
Любовь Стрельникова,
Алексей Тимошенко,
Мария Шнырёва
Новости науки по месяцам: 2012 V, IV, III, II, I
2011 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2010 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2009 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2008 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2007 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2006 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
2005 XII, XI, X, IX, VIII, VII, VI, V, IV, III, II, I
Научные новости у наших партнеров:
«Биомолекула», «В мире науки», «Вокруг света», Газета.ру, Грани.ру, Лента.ру, «Наука и жизнь», «Популярная механика», Gzt.ru
|  | |
Подробнее
e-mail: 
