Прошло более 100 лет с тех пор, как Алоис Альцгеймер, М.D., немецкий психиатр и невропатолог впервые сообщил о наличии старческих бляшек в головном мозге пациента с болезнью Альцгеймера. Это привело к открытию белка-предшественника амилоида, который производит отложения или бляшки амилоидных фрагментов в головном мозге, что является подозреваемым виновником болезни Альцгеймера. С тех пор белок-предшественник амилоида активно изучается из-за его связи с болезнью Альцгеймера. Однако распределение белка-предшественника амилоида внутри нейронов и на них и его функция в этих клетках остаются неясными.
Группа нейробиологов во главе с Институтом мозга Атлантического университета Флориды пыталась ответить на фундаментальный вопрос в своем стремлении к борьбе с болезнью Альцгеймера: «Является ли белок-предшественник амилоида идейным вдохновителем болезни Альцгеймера или это просто сообщник?"
Мутации, обнаруженные в белке-предшественнике амилоида, связаны с редкими случаями семейной болезни Альцгеймера. Хотя ученые получили много знаний о том, как этот белок превращается в амилоидные бляшки, мало что известно о его естественной функции в нейронах.
В случае более распространенной спорадической болезни Альцгеймера наивысшим генетическим фактором риска является белок, который участвует в транспортировке холестерина, а не этот белок-предшественник амилоида. Более того, различные клинические испытания, направленные на борьбу с болезнью Альцгеймера путем минимизации образования амилоидных бляшек, потерпели неудачу, в том числе одно от Biogen, о котором было объявлено в прошлом месяце.
В исследовании, опубликованном в журнале Neurobiology of Disease, Qi Zhang, Ph.D., старший автор, исследователь Института мозга FAU и доцент медицинского колледжа Шмидта FAU вместе с сотрудниками из Университета Вандербильта решают эту загадку болезни Альцгеймера, разработав многофункциональный репортер для белка-предшественника амилоида и отслеживая его локализация и мобильность с использованием количественной визуализации с беспрецедентной точностью.
Для исследования Чжан и его сотрудники генетически нарушили взаимодействие между холестерином и белком-предшественником амилоида.
Удивительно, но, разделив их, они обнаружили, что эта манипуляция не только нарушает транспортировку белка-предшественника амилоида, но также нарушает распределение холестерина на поверхности нейронов. Нейроны с измененным распределением холестерина проявляли раздутые синапсы и фрагментированные аксоны и другие ранние признаки нейродегенерации.
«Наше исследование интригует, потому что мы заметили особую связь между белком-предшественником амилоида и холестерином, который находится в клеточной мембране синапсов, которые являются точками контакта между нейронами и биологической основой обучения и памяти», – сказал Чжан. "Белок-предшественник амилоида может быть лишь одним из многих сообщников, частично способствующих дефициту холестерина.
Как ни странно, сердце и мозг, кажется, снова встречаются в борьбе с плохим холестерином."
Учитывая широкое участие холестерина почти во всех аспектах жизни нейронов, Чжан и его сотрудники предложили новую теорию о связи белков-предшественников амилоида при болезни Альцгеймера, особенно на поверхности этих крошечных синапсов, которая запускает нейродегенерацию.
"Хотя это передовое исследование доктора. Чжан и его сотрудники из Университета Вандербильта могут иметь значение для миллионов людей, подверженных риску или страдающих болезнью Альцгеймера », – сказал Рэнди Д. Блейкли, доктор философии.D., исполнительный директор Института мозга FAU и профессор биомедицинских наук Медицинского колледжа Шмидта FAU. «Ожидается, что только во Флориде число людей в возрасте 65 лет и старше с болезнью Альцгеймера увеличится 41.2 процента к 2025 году до прогнозируемых 720 000, что подчеркивает срочность достижения прорыва в медицине."
Местно болезнь Альцгеймера поражает 11 человек.5 процентов получателей Medicare в округе Палм-Бич и 12.7 процентов получателей Medicare в округе Бровард (почти на 18 процентов больше, чем в среднем по стране).
По данным Ассоциации Альцгеймера, Флорида занимает первое место по количеству случаев болезни Альцгеймера на душу населения в США.S.
Клэр Э. ДельБов и Клэр Э. Стротман, аспиранты; Роман М. Лазаренко, к.D., постдокторант; Хуэй Хуанг, доктор философии.D.; и Чарльз Р. Сандерс, доктор философии.D., заместитель декана по исследованиям и профессор биохимии, все из Университета Вандербильта.
Это исследование финансируется Национальными институтами здравоохранения (OD00876101 и NS094738 присуждены Чжану, а R01 AG056147 присуждены Сандерсу) и Институтом мозга FAU.