Программа фундаментальных исследований Президиума ран

Вид материала

Содержание

Преклиническая стадия болезни паркинсона: экспериментальное моделирование и поиск диагностических маркеров
Функции пресенилина 1 и болезнь альцгеймера
Институт Экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург Петербургский Институт Ядерной физики, Гатчина, Ленинградская область

Подобный материал:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 72

ПРЕКЛИНИЧЕСКАЯ СТАДИЯ БОЛЕЗНИ ПАРКИНСОНА: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ПОИСК ДИАГНОСТИЧЕСКИХ МАРКЕРОВ

М.В. Угрюмов

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва

Дефицит одного из наиболее широко распространенных в мозге классических нейротрансмиттеров - дофамина, возникающий при гибели синтезирующих их нейронов, у человека приводит к тяжелейшим нейродегенеративным заболеваниям (НДЗ). К ним, в частности, относится болезнь Паркинсона (БП), обусловленная дегенерацией дофаминергических нейронов нигростриатной система мозга. БП в течение 20-30-ти лет протекает без проявления клинических симптомов в так называемой досимптомной или преклинической стадии. Первые симптомы проявляются при дегенерации 80% дофаминергических нейронов, обычно в возрасте 50-60 лет. Затем заболевание быстро прогрессирует и, несмотря на патогенетическое лечение, приводит к инвалидизации больного и даже к летальному исходу. Отсюда вытекает необходимость разработки преклинической диагностики и профилактического лечения, которое следует начинать в преклинической стадии. Клиническим исследованиям должно предшествовать экспериментальное моделирование досимптомной стадии БП, что и явилось основной задачей данного проекта. В результате проведения совместных исследований с Институтом фармакологии РАМН (член-корреспондент РАМН К.С. Раевский) и Институтом общей патологии РАМН (академик РАМН Г.Н. Крыжановский) разработаны схемы введения мышам доз 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридина (МФТП), специфического нейротоксина, при которых происходили органические и метаболические изменения в нигростриатной системе, но при этом отсутствовали изменения моторного поведения. Так, введение определенных доз МФТП приводило к снижению уровня дофамина и его метаболитов в стриатуме в диапазоне от 25 до 60% при отсутствии изменений в уровне этих веществ в черной субстанции. Несмотря на сохранение нормального уровня дофамина, число нейронов в черной субстанции снижалось в зависимости от дозы в диапазоне от 20% до 40%. Полученные данные свидетельствуют о дегенерации части дофаминергических нейронов под действием МФТП и компенсаторном усилении синтеза дофамина в сохранившихся нейронах. Это может происходить в результате усиления продукции тирозингидроксилазы, скорость-лимитирующего фермента синтеза дофамина, и / или увеличения активности этого фермента. Разработанные модели ранней, средней и поздней фаз досимптомной стадии БП позволят в ближайшем будущем сосредоточить усилия на исследовании компенсаторных механизмов, включающихся при функциональной недостаточности дофаминергических нейронов, на поиске эндогенных маркеров этой недостаточности и разработке превентивной терапии, направленной на мобилизацию компенсаторных процессов и замедление гибели дофаминергических нейронов. В клиническом исследовании в крови у девяти пациентов с подозрением на БП сразу же после появления у них первых симптомов и до начало специфической терапии ДОФА-содержащими препаратами были измерены концентрации пролактина, кортизола, а также метаболитов дофамина – потенциальных эндогенных маркеров преклинической стадии БП.

^

ФУНКЦИИ ПРЕСЕНИЛИНА 1 И БОЛЕЗНЬ АЛЬЦГЕЙМЕРА

Шварцман A Л ^1,2), Саранцева С.В. ²⁾, Соловьев К.В.¹⁾, Рунова О¹⁾, Талалаева Е.¹⁾, Витек М ³⁾

¹⁾ Институт Экспериментальной медицины РАМН, Санкт-Петербург

²⁾ Петербургский Институт Ядерной физики, Гатчина, Ленинградская область

³⁾Отдел неврологии, Медицинский центр Университета Дюка, Дурем, США

Подавляющее большинство случаев ранней семейной формы болезни Альцгеймера (БА) вызваны мутациями в гене пресенилина 1 (PS1). В то же время клеточные функции PS1 остаются не вполне понятными. В настоящее время можно считать доказанным, что PS1 является интегральной частью мембранного протеазного комплекса, называемого -секретазой, и участвует в генерации амилоид-бета протеина (Аβ), главного компонента амилоидных отложений в мозге больных.

В то же время существует целый ряд данных, свидетельствующих, что патологические процессы при БА нельзя объяснить лишь повышенной секрецией А. Эксперименты на трансгенных животных и обследование больных в ранней фазе БА показало, что нарушение памяти и дисфункция синапсов происходят в отсутствии амилоидогенеза и предшествуют гибели нейронов. Более того, показано что многие мутации в PS1 ведут не к повышению тотального уровня А в сыворотке крови, а, напротив, к его снижению. Эти данные ясно показывают, что нормальные клеточные функции PS1 и природа дисфункций, вызываемых мутациями PS1 при БА, не исчерпываются участием этого белка в -секретазном комплексе.

Мы провели иссдедование экспрессии PS1 на клеточную поверхность в культивируемых Т-лимфоцитах человека и первичных нейронах мыши. Выбор этих двух типов клеток был не случаен. Во-первых, и нейроны, и Т-лимфоциты представляют мотильные поляризованные клетки с ярко выраженными конусами роста, во-вторых, в них отмечен высокий уровень экспрессии эндогенного PS1. Результаты иммуноэлектронной сканирующей микроскопии с использованием наночастиц коллоидальнеого золота показывают удивительное сходство распределения PS1 на экстраклеточной поверхности нейронов и Т-лимфоцитов. В обоих типах клеток PS1 концентрируется на поверхности клеточных структур, которые обеспечивают клеточную подвижность и межклеточные контакты: ламеллиподиуме в Т-лимфоцитах и конусах роста в нейронах.

Анализ специфичности экстраклеточного распределения PS1 в Т-лимфоцитах был проведен в сравнении с двумя другими белками: рецептором клеточной адгезии CD44 и TCR (T-cell receptor) рецептором клеточной поверхности, не участвующим в процессах клеточной адгезии. СD44 и PS1 концентрировались на ламелиподиуме клеток после их адгезии на коллагеновом матриксе. Этот эффект, однако, не отмечался для TCR. В культурах кортикальных нейронов мыши высокая концентрация PS1 на поверхности растущего конуса наблюдалась при интернейронных контактах. Суммируя наши данные, мы предполагаем, что PS1 может быть непосредственно вовлечен в процессы клеточной адгезии в мотильных поляризованных клетках и непосредственно участвовать в формирования и поддержания синаптических контактов в нейронах.

Blog