По словам доктора доктора философии, во многом как сеть сообщества по обработке мусора, у клеток также есть участки мусора, называемые лизосомами, где белки, которые плохо функционируют из-за возраста или по другим причинам, подвергаются деградации и потенциальной переработке. Вэнь-Ченг Сюн, нейробиолог развития и профессор-исследователь Вайс в Медицинском колледже Джорджии при Университете Риджентс.
Внутри лизосом другие белки, называемые протеазами, помогают расщеплять белки, которые больше не могут выполнять свою работу, и позволяют утилизировать такие вещи, как драгоценные аминокислоты. Это нормальный процесс деградации клеток, называемый аутофагией, который на самом деле помогает клеткам выжить и особенно важен для таких клеток, как нейроны, которые очень медленно регенерируют, — сказал Сюн, автор исследования в The Journal of Neuroscience.
Ключом к процессу — и, как показали ученые, друг к другу — являются еще два белка, VPS35 и Lamp2a. VPS35 необходим для извлечения мембранных белков, жизненно важных для функционирования клеток.
Уровни естественным образом снижаются с возрастом, и мутации в гене VPS35 были обнаружены у пациентов с редкой формой болезни Паркинсона. VPS35 также является важной частью белкового комплекса, называемого ретромером, который играет важную роль в рециркуляции внутри клеток. Lamp2a позволяет пережевывать непригодные белки и расщеплять их внутри лизосом.
Если эти двое кажутся естественной парой, у ученых теперь есть больше доказательств того, что они. Они показали, что без VPS35 для извлечения Lamp2a из мусорного хранилища для повторного использования, Lamp2a или связанный с лизосомами мембранный белок 2 будет деградирован, и его жизненно важная функция будет потеряна.
Когда ученые создали мышей с дефицитом VPS35, у мышей обнаружился дефицит, подобный болезни Паркинсона, включая нарушение моторного контроля.
Когда они посмотрели дальше, они обнаружили, что лизосомы внутри дофаминовых нейронов, которые являются мишенями при болезни Паркинсона, не функционируют должным образом у мышей. Фактически, без VPS35 деградация самой Lamp2a ускоряется. Следовательно, еще один белок, альфа-синуклеин, который обычно разрушается Lamp2a, увеличивается.
Альфа-синуклеин является основным компонентом аномальных белковых скоплений, называемых тельцами Леви, обнаруживаемых в мозге пациентов с болезнью Паркинсона.
"Если альфа-синуклеин не разлагается, он просто накапливается. Если VPS35 функционирует нормально, мы не увидим его накопления », — сказал Сюн.
И наоборот, когда ученые MCG увеличили экспрессию Lamp2a в дофаминовых нейронах мышей с дефицитом VPS35, уровни альфа-синуклеина были снижены, что еще раз подтверждает связь трех белков в основной способности нейронов справляться с нежелательными веществами в организме. их лизосомы.
Без lamp2a дофаминовые нейроны по сути начинают производить больше мусора, а не устранять его. Переработка ценных вещей, таких как аминокислоты, в основном прекращается, и альфа-синуклеин может свободно перемещаться в другие места в клетке или других областях мозга, где он может повредить еще жизнеспособные белки.
Суть в том, что дофаминовые нейроны теряются, а не сохраняются. Сканирование мозга документирует пустые места, где раньше находились нейроны у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
Одна из многих проблем с лечением этих заболеваний заключается в том, что к тому времени, когда пустые пространства и иногда связанные с ними симптомы становятся очевидными, уже нанесен значительный ущерб, сказал Сюн.
Соединение этих частей вместе дает несколько новых ранних целей для вмешательства в болезнь. "Все взаимосвязано", — сказал Сюн.
Дофамин — это химическое вещество мозга, выполняющее множество функций, включая моторный контроль, и у пациентов с болезнью Паркинсона наблюдается потеря нейронов, которые секретируют этот нейромедиатор.
По крайней мере, у мышей VPS35 естественным образом экспрессируется в дофаминовых нейронах в областях мозга, пораженных болезнью Паркинсона.
Xiong и ее коллеги сообщили в 2011 году, что снижение экспрессии VPS35 способствует увеличению активности спящего белка BACE1 у здоровых взрослых вместе с накоплением бляшек в головном мозге, что является признаком болезни Альцгеймера. Сюн сказал тогда, что нарушение функции VPS35, вероятно, также было фактором болезни Паркинсона.
В определенном порочном круге мусор начинает подавлять естественную систему утилизации мусора клетки мозга. Белки начинают неправильно свертываться, и дисфункциональные, потенциально деструктивные белки, такие как BACE1 и Lamp2a, оказываются в неправильном месте и активируются / инактивируются, в то время как хорошие белки измельчаются и / или плохие белки накапливаются.
Болезнь Паркинсона характеризуется неконтролируемой дрожью, нестабильной походкой и когнитивной потерей.
