Аспирант-невролог Люси Лю и доктор Хьюго Беллен, профессор молекулярной генетики и генетики человека, нейробиология, исследователь Медицинского института Говарда Хьюза и директор программы магистратуры по биологии развития в Бейлоре связали наличие накопления липидных капель в глии определенных мутанты как предвестник нейродегенерации.Генетика плодовых мухЛаборатория Беллена использует мутанты эволюционно консервативных генов плодовых мушек, которые приводят к нейродегенерации у людей, чтобы проанализировать молекулярные механизмы, лежащие в основе гибели нейронов. Плодовые мушки несут мутации в генах, которые имеют человеческие гомологи, вызывающие синдром Ли, тип 2А2 Шарко-Мари-Тута и ARSAL (аутосомно-рецессивная спастическая атаксия с лейкоэнцефалопатией).
Все эти мутации влияют на функцию митохондрий, электростанции клетки.Липидные капли и энергия
Капельки липидов — это органеллы, которые служат хранилищами энергии. Они накапливаются в поддерживающих клетках мозга (глии), когда дефекты митохондрий нейронов приводят к повышению уровня активных форм кислорода (АФК).
Работая с тремя независимыми моделями плодовых мух и моделью на мышах, Liu et al. Выявили новый путь, ведущий к такому накоплению за счет несоответствующей активации двух белков: c-Jun-N-концевой киназы (JNK) и белка, связывающего регулирующий элемент стерола. (SREBP). Эти липидные капли накапливаются в глиальных клетках до появления признаков нейродегенерации.«Это первая документация о накоплении липидных капель в глиальных клетках», — сказал Лю, первый автор исследования.
Авторы показывают, что повышенное количество активных форм кислорода в нейронах способствует синтезу липидов, что приводит к образованию липидных капель в глии. Это накопление влияет на способность глии поддерживать нейроны, когда липидные капли становятся перекисными, завершая цикл отрицательной обратной связи.Недостаточно для нейродегенерации«АФК или липидные капли сами по себе не приводят к быстрому началу нейродегенерации», — сказал Беллен, старший автор исследования. «Ключевым моментом является синергизм АФК с липидными каплями.
Уменьшение того или другого замедляет нейродегенерацию».При дальнейшем исследовании Лю и ее коллеги показали, что сокращение многих компонентов этого пути может замедлить нейродегенерацию. Например, лечение антиоксидантом, проникающим через гематоэнцефалический барьер, задерживает начало нейродегенерации у мух и мышей, разработанное их сотрудником доктором Альбертом Кинтана из Вашингтонского университета в Сиэтле.
Воздействие на животных«Может быть больше шансов помешать развитию болезни, если выявить эти заболевания на ранней стадии», — сказал Беллен. Лю в настоящее время работает над определением липидных капель у живых животных до того, как животные заболеют.