В исследовании Cell (15 января) группа ученых из Университета Рокфеллера выявляет важные новые молекулярные детали пути, контролирующего дегенерацию аксонов после травмы. Другие исследования показали, что этот же путь может регулировать гибель аксонов при широком спектре нейродегенеративных заболеваний.
Если это так, их результаты могут предоставить мощный набор новых целей для лекарств, чтобы замедлить или остановить эти разрушительные заболевания.
«Несколько компонентов этого пути гибели аксонов были идентифицированы на протяжении многих лет», — говорит Марк Тесье-Лавин, президент Рокфеллера, семейный профессор Карсон, глава лаборатории развития и восстановления мозга и старший автор нового исследования. «Что мы сделали, так это конкретизировали этот путь, подробно описав ключевой ранний момент на этом пути, классический сигнальный компонент, называемый MAP-киназным путем. Путь киназы MAP, который во многом является сигнальным путем окружающей среды, участвует в реакции на повреждение, и если вы его заблокируете, вы можете замедлить или заблокировать дегенерацию аксонов."
Эксперименты исследовательской группы показали, что белок, уже вовлеченный в дегенерацию, названный Sarm1, запускает путь киназы MAP, который сам по себе представляет собой трехуровневый каскад активации.
Они обнаружили, что инактивация пути киназы MAP на любом из этих трех уровней может блокировать гибель поврежденных аксонов.
«Обладая этими знаниями, мы смогли показать, что этот сенсорный путь активируется очень быстро после травмы, в течение нескольких минут», — говорит Цзин Ян, научный сотрудник лаборатории Тесье-Лавин и первый автор исследования. «Фактически, мы смогли увидеть, что он активируется, а затем деактивируется — мы смогли проследить это биохимически — и что тогда есть задержка до дегенерации."
Кроме того, ученые обнаружили, что важным последующим шагом была потеря АТФ, центрального молекулярного игрока в энергетическом цикле клетки. Истощение АТФ и, как следствие, дефицит клеточной энергии предшествовали разложению аксонов и смерти.
Следующие шаги в лаборатории будут включать исследования того, насколько широко распространен этот регуляторный шаг при нейродегенеративных заболеваниях, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, глаукома, рассеянный склероз и боковой амиотрофический склероз (более известный как БАС или болезнь Лу Герига). Исследователи пытаются выяснить, как активация пути киназы MAP приводит к потере АТФ и снижению энергии.
Дальнейшие исследования также будут сосредоточены на выяснении биохимического механизма, лежащего в основе активации пути киназы MAP с помощью Sarm1.
