Общий маркер неврологических заболеваний может играть роль в здоровом мозге

Новости сегодня - Общий маркер неврологических заболеваний может играть роль в здоровом мозге

Исследователи обнаружили, что белок под названием фосфорилированный α-синуклеин, который связан с несколькими нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и деменция с тельцами Леви, также участвует в нормальных процессах взаимодействия нейронов друг с другом в здоровом мозге.

Работа опубликована в журнале Neuron.

Фосфорилирование — это процесс, при котором ион фосфата добавляется к определенной аминокислоте или строительному блоку белка , в данном случае к белку α-синуклеину. Это добавление может изменить форму этого белка, заставив его изменить уровень активности.

В большинстве исследований фосфорилированного α-синуклеина изучалась его роль при некоторых неврологических расстройствах, таких как болезнь Паркинсона и деменция с тельцами Леви, при которых он накапливается в виде белковых сгустков, называемых тельцами Леви. Считается, что эти скопления токсичны для нейронов, и одна из преобладающих гипотез заключается в том, что фосфорилирование белка α-синуклеина вызывает эти заболевания.

«В большинстве исследований на сегодняшний день предполагается, что само наличие фосфорилирования α-синуклеина является маркером патологии определенных расстройств, таких как болезнь Паркинсона и деменция с тельцами Леви», — сказала Бет-Энн Зибер, доктор философии, директор программы NINDS. . «В последнее время наблюдается значительный интерес к разработке лекарств, которые предотвращают фосфорилирование α-синуклеина, как способу лечения этих расстройств. Эти результаты бросают вызов современным гипотезам о том, как эти расстройства могут возникать в мозге, и могут дать представление о том, как мы могли бы лучше лечить их.»

Предыдущая работа лаборатории Субходжита Роя, доктора медицинских наук, профессора Калифорнийского университета в Сан-Диего и старшего автора исследования, предположила, что в здоровом мозге белок α-синуклеин снижает чрезмерную активность нейронов. регулировать нейронную связь. Исследуя эту теорию, группа Роя неожиданно обнаружила, что фосфорилирование необходимо для нормального функционирования α-синуклеина.

Используя стратегию молекулярного моделирования, чтобы изучить структуру α-синуклеина, Рой и его коллеги под руководством постдокторанта Леонардо Парра-Риваса, доктора философии. обнаружили, что когда α-синуклеин фосфорилируется, его структура меняется таким образом, что способствует взаимодействию с другими белками в здоровом мозге.

Кроме того, они наблюдали связь между увеличением нейронной активности электрическим или химическим путем и увеличением количества фосфорилированного α-синуклеина как в культивируемых клетках, так и в тканях мозга мышей. Это открытие предполагает, что может существовать связь между синаптической активностью и фосфорилированием α-синуклеина.

Кроме того, эксперименты показывают, что фосфорилирование необходимо для того, чтобы α-синуклеин играл свою роль в сборке сети белков, связывающих синаптические пузырьки — карманы, которые выделяют химические вещества, позволяющие нейронам взаимодействовать друг с другом и другими клетками — и замедлять активность нейронов. Таким образом, фосфорилированный α-синуклеин действует почти как механизм тормоза или сцепления, контролируя активность определенных нейронных цепей, что позволяет предположить, что он может играть роль в здоровом мозге, которая ранее не исследовалась.

«Оглядываясь назад, мы видим, что мы неправильно смотрели на фосфорилирование синуклеина», — сказал Рой. «Возьмем, к примеру, цепи обонятельной луковицы, которая, согласно нашим данным, имеет высокий уровень фосфорилированного α-синуклеина. Нос никогда не перестает чувствовать запахи, поэтому он должен быть активным все время. Одна из гипотез заключается в том, что фосфорилирование синуклеина может развились как механизм безопасности для защиты нейронных цепей, которые должны быть гиперактивными».

Постоянное присутствие фосфорилирования α-синуклеина в определенных областях мозга может отражать потребность в этом биохимическом состоянии в этих областях. Необходимы дополнительные исследования, чтобы понять, как относительно низкочастотные события в здоровом мозге, накапливаясь в течение жизни, могут вызвать патологическое накопление α-синуклеина в тельцах Леви, что приводит к болезни Паркинсона и деменции с тельцами Леви.

Более того, методы лечения, предназначенные для блокирования фосфорилирования самого альфа-синуклеина, возможно, должны учитывать непредвиденные неблагоприятные последствия блокирования процесса, который может помочь сохранить функциональность нейронов в периоды пиковой активности.

Новости партнеров: