Исследователи Медицинской школы Йельского университета (YSM) выявили на поверхности моторных нейронов головного мозга два белка, которые существенно влияют на развитие болезни Паркинсона. Об этом сообщает журнал Medical Xpress.
Болезнь Паркинсона представляет собой нейродегенеративное расстройство, при котором нервные клетки мозга со временем разрушаются и гибнут. Главной причиной гибели нейронов считается накопление неправильно свернутого белка α-синуклеина, который может передаваться от одной клетки к другой. Тем не менее механизм такого клеточного распространения долгое время оставался невыясненным.
В новом исследовании установлено, что два мембранных белка — mGluR4 и NPDC1 — играют ключевую роль в переносе патологического α-синуклеина в здоровые нейроны после его выхода из умирающих клеток.
«Неправильно свернутый α-синуклеин является патологическим признаком болезни Паркинсона. Если бы мы поняли, как он проникает в нейроны, мы, возможно, смогли бы заблокировать или замедлить прогрессирование заболевания. [Для этого] нам необходимо понять молекулярный механизм его распространения», — подчеркнул старший автор работы, профессор неврологии и заведующего кафедрой нейронаук YSM Стивен Стриттматтер.
По данным Фонда Паркинсона, в США около 1,1 млн человек живут с этим диагнозом, а ежегодно его ставят почти еще 90 тыс. пациентов. Заболевание проявляется такими двигательными проблемами, как тремор, нарушения равновесия и замедление движений. Симптомы нарастают по мере накопления α-синуклеина в моторных нейронах и его передачи между клетками.
Ученые выдвинули гипотезу, что патологический белок проникает в нейроны через связь с белками на их поверхности. Для проверки этого предположения команда создала 4,4 тыс. культур клеток, каждая из которых экспрессировала разные поверхностные белки, и отслеживала, какие из них способны связываться с α-синуклеином.
В результате оказалось, что большинство исследованных белков не взаимодействовали с патологическим белком, но 16 показали такую способность. В их числе оказались mGluR4 и NPDC1 — белки, обнаруживающиеся в дофаминовых нейронах черной субстанции, особенно уязвимой при болезни Паркинсона. Именно эти два белка обеспечивали проникновение α-синуклеина внутрь клетки.
Чтобы подтвердить их значение, исследователи провели опыты на мышах с неработающими генами mGluR4 или NPDC1. При введении патологического α-синуклеина у обычных животных он накапливался в мозге и вызывал проявления, похожие на болезнь Паркинсона. У генетически модифицированных мышей такого накопления не наблюдалось. Кроме того, выключение этих генов в модели заболевания снижало риск гибели животных и замедляло появление симптомов.
В целом результаты продемонстрировали, что mGluR4 и NPDC1 совместно обеспечивают перенос неправильно свернутого α-синуклеина между нейронами. По мнению Стриттматтера, это открывает новые возможности для разработки лечебных подходов. Современные методы в основном направлены на облегчение симптомов, но не останавливают прогрессирование болезни. Воздействие на механизм распространения α-синуклеина может привести к замедлению или даже остановке развития заболевания.
Журнал Science Daily ранее сообщил о влиянии нарушений дыхания во сне на развитие болезни Паркинсона. Согласно публикации, сбои дыхания в ночное время удваивают вероятность развития заболевания. По словам соавтора исследования, доктора медицинских наук, доцента кафедры патологии в Медицинской школе и патологоанатома Грегори Скотта, отсутствие терапии значительно повышает вероятность заболевания.