В последнем выпуске журнала Neuroscience исследователь Гладстона Катерина Акассоглу и ее команда на животных моделях раскрывают на моделях животных, как производство белка рецептора нейротрофина p75 (p75NTR) колеблется во времени с естественными циркадными часами организма — и как они ритмические колебания помогают регулировать жизненно важные метаболические функции. Это открытие подчеркивает широкую важность p75NTR, предлагая понимание того, как циркадные часы помогают поддерживать общее метаболическое здоровье организма.
Практически каждый организм на планете — от бактерий до людей — имеет циркадные часы, биологический временной механизм, который колеблется с периодом около 24 часов и согласован с циклом дня и ночи. И хотя он работает независимо от внешних сигналов, на него влияют ритмы света, температуры и наличия пищи.
Интересно, что недавние исследования также обнаружили связь между циркадными часами и метаболизмом.
«На важные метаболические функции также сильно влияют циркадные часы, поэтому такие виды деятельности, как постоянная работа в ночную смену, которая может вызвать смещение этих часов, увеличивают риск метаболических и аутоиммунных заболеваний, таких как ожирение, диабет 2 типа. , рак и рассеянный склероз ", — сказал д-р. Акассоглу.
Доктор. Акассоглу также является профессором неврологии Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF), с которым связан Гладстон. «В этом исследовании мы определили p75NTR как важную молекулярную« связь »между циркадными часами и метаболическим здоровьем."
Первоначально считалось, что p75NTR действует только в нервной системе. Более поздние исследования показали, что он активен во многих типах клеток по всему телу, предполагая, что он влияет на множество биологических функций. В прошлом году исследователи из Гладстона обнаружили, что p75NTR присутствует в печени и жировых клетках и регулирует уровень глюкозы в крови — важный метаболический процесс. Поскольку эти результаты выявили связь между p75NTR и метаболизмом, группа исследователей проверила — сначала в чашке Петри, а затем на животных моделях — существует ли также связь между p75NTR и циркадными часами.
Команда сосредоточилась на двух генах под названием Clock и Bmal1. Эти так называемые «гены-регуляторы циркадного ритма» и им подобные встречаются по всему телу.
Их активность контролирует циркадные часы организма. Исследователи хотели выяснить, существует ли связь между этими циркадными генами и p75NTR.
«Наши первоначальные эксперименты выявили такую связь», — вспоминает научный сотрудник Гладстона Бернат Баеза-Раджа, доктор философии, ведущий автор статьи. «В отдельных клетках мы увидели, что производство p75NTR контролируется Clock и Bmal1, которые напрямую связываются с геном, кодирующим p75NTR, и запускают производство белка."
Но, возможно, даже более важным, чем то, как был произведен p75NTR, было то, когда. Команда обнаружила, что производство p75NTR, как и сами гены циркадных часов, колеблется в 24-часовом цикле — синхронно с естественным циркадным ритмом клеток.
Эксперименты на моделях мышей дополнительно подтвердили эти выводы.
И когда команда генетически модифицировала группу мышей, лишив их гена циркадных часов, все остальное рассинхронизировалось.
Циркадные колебания продукции p75NTR были нарушены, и уровни p75NTR упали.
Однако, по словам исследователей, наиболее захватывающим было то, как падение уровня p75NTR затем повлияло на различные системы циркадных часов. В частности, были нарушены регулярные колебания других циркадных генов в головном мозге и печени, а также генов, регулирующих метаболизм глюкозы и липидов.
«Обнаружение того, что потеря p75NTR повлияла на циркадную и метаболическую системы, является убедительным доказательством того, что этот белок неразрывно связан с ними обоими», — сказал директор Института естественных наук Алан Салтиэль, доктор философии, который также является профессором Мичиганского университета и не участвовал.
В исследовании. "Будет интересно увидеть, какие дополнительные мысли доктора. Акассоглу и ее команда раскроют, продолжая изучать роль p75NTR в циркадных часах и метаболической функции."
«Хотя эти результаты показывают, что p75NTR является важным связующим звеном между циркадными часами и метаболизмом, эта система сложна, и, вероятно, существуют другие факторы», — сказал доктор. Акассоглу. «В настоящее время мы работаем над определением взаимосвязи между циркадными часами, метаболизмом и иммунной системой, чтобы в один прекрасный день мы могли разработать методы лечения заболеваний, вызванных нарушением циркадных часов, включая не только ожирение и диабет, но и потенциально рассеянный склероз. и даже болезнь Альцгеймера."