Голубое пятно является одной из первых областей мозга, дегенерирующих при болезни Альцгеймера и Паркинсона, как это известно врачам и ученым. Но почему эта область так уязвима, менее понятно.
Продолжая изучение редкого нейрогенетического расстройства, группа исследователей из Университета Брауна обнаружила объяснения, проливающие свет на этот важный вопрос.
В журнале Neurobiology of Disease исследователи сообщают о новом механизме дегенерации нейронов голубого пятна, вызванного потерей митохондриального фермента GPT2, который связан с неврологическим расстройством, на котором сосредоточены исследователи.
«Эти результаты представляют собой новое направление исследований этой действительно важной части мозга», — сказал автор исследования доктор Эрик Морроу, профессор биологии, неврологии, психиатрии и человеческого поведения в Медицинской школе Уоррена Альперта и директор Брауновского университета. Центр трансляционной неврологии.
Голубое пятно, расположенное в стволе мозга, является критической областью, в которой находится основной источник нейронов, обеспечивающих нейротрансмиттер норадреналин через проекции по всему мозгу. По словам Морроу, норадреналин является общей мишенью для лечения многих заболеваний .
Голубое пятно участвует во множестве когнитивных процессов, таких как внимание, обучение, настроение, бодрствование и сон. Гибель нейронов в этой части мозга также связана с когнитивными заболеваниями, такими как болезни Альцгеймера и Паркинсона. По словам Морроу, в последние годы голубое пятно стало предметом широкого и интенсивного исследовательского интереса. Тем не менее, его группа изначально не стремилась изучать эту часть мозга в своих экспериментах.
«Это одна из вещей, которая делает это открытие таким захватывающим», — сказал Морроу. «Это было совершенно случайное открытие, которое, честно говоря, можно было упустить. Это пример того, как исследования, посвященные генетической информации , могут преподать нам ранее непредвиденные уроки о мозге».
Команда, в которую входил аспирант кафедры неврологии Брауна Озан Байтас, изучала, как определенная генетическая мутация связана с редким нейрогенетическим заболеванием, называемым дефицитом GPT2 — генетическим синдромом, о котором лаборатория Морроу впервые сообщила в 2016 году. Интересующий ген называется GPT2 (глутамат-пируват-трансаминаза 2) вырабатывает фермент, жизненно важный для метаболических путей в митохондриях, энергетических центрах клеток.
После введения мутации в метаболический ген у лабораторных мышей для изучения дефицита GPT2 исследователи обнаружили, что эта потеря митохондриального фермента вызывает относительно раннюю и избирательную дегенерацию голубого пятна в течение жизни мыши.
Фермент GPT2 регулирует рост нейронов за счет восполнения промежуточных продуктов цикла трикарбоновых кислот и модуляции метаболизма аминокислот. У мышей, у которых нет фермента GPT2, исследователи наблюдали раннюю потерю нейронов в голубом пятне, а также другие признаки дегенерации, такие как дефицит синтеза белка и задержка роста клеток .
Особая часть работы связана с электрофизиологией нейронов. Эти эксперименты проводились в лаборатории соавтора Джулии Кауэр, затем в Брауне, а теперь профессора психиатрии и поведенческих наук в Стэнфордском университете.
«Наши результаты показывают, что измененный метаболизм может быть начальной движущей силой нейродегенерации в голубом пятне», — сказал ведущий автор исследования Байтас. «Выявление точных причин этой дегенерации может сообщить нам о механизмах заболевания в голубом пятне, которые мы можем исправить или, что еще лучше, предотвратить, чтобы остановить деменцию и связанные с ней поведенческие расстройства. Результаты исследования нейрометаболического заболевания у мышей. открыть новый взгляд на нейродегенерацию голубого пятна и стимулировать дальнейшие исследования метаболической восприимчивости этих нейронов».
Морроу сказал, что из-за сосредоточения внимания на голубом пятне при разработке лекарственного лечения это открытие о раннем поражении этой области мозга будет интересно широкому кругу людей в неврологическом и нейропсихиатрическом сообществе. Он добавил, что есть надежда, что эти исследования в конечном итоге приведут к созданию терапевтических мишеней для болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
