Белок, связанный с путешествием болезни Паркинсона от мозга к кишечнику

Исследователи Немецкого центра нейродегенеративных заболеваний (DZNE) обнаружили, что "альфа-синуклеин", белок, участвующий в ряде неврологических расстройств, включая болезнь Паркинсона, способен перемещаться из мозга в желудок и делает это по определенному пути. Донато Ди Монте и его коллеги сообщают об этом в журнале Acta Neuropathologica. Их исследование, проведенное на крысах, проливает новый свет на патологические процессы, которые могут лежать в основе прогрессирования заболевания у людей.

Альфа-синуклеин естественным образом встречается в нервной системе, где он играет важную роль в синаптической функции. Однако при болезни Паркинсона деменция с тельцами Леви и другие нейродегенеративные заболевания, называемые "синуклеинопатии", этот белок накапливается в нейронах, образуя патологические агрегаты. Это состояние постепенно поражает отдельные участки мозга. Конкретные механизмы и пути, вовлеченные в это широкое распространение патологии альфа-синуклеина, еще предстоит полностью выяснить. Однако клинические и экспериментальные данные свидетельствуют о том, что альфа-синуклеин или его аномальные формы могут "Прыжок" от одного нейрона к другому и, таким образом, распространяются между анатомически взаимосвязанными областями.

Поражения альфа-синуклеина также наблюдались в нейронах периферической нервной системы, например, в стенке желудка. У некоторых пациентов с болезнью Паркинсона эти поражения выявлялись на ранних стадиях заболевания. "На основе этих интригующих наблюдений была выдвинута гипотеза, что патологический процесс, лежащий в основе болезни Паркинсона, может фактически начаться в желудочно-кишечном тракте, а затем перейти к мозгу", Профессор Ди Монте говорит. "Наш нынешний подход заключался в том, чтобы взглянуть на эту передачу альфа-синуклеина на большие расстояния с противоположной точки зрения, исследуя возможность того, что альфа-синуклеин может перемещаться из мозга в кишечник."

Экспериментальная установка

Ди Монте и его сотрудники проверили эту гипотезу в лабораторных исследованиях. С помощью специально созданного вирусного вектора они запустили выработку человеческого альфа-синуклеина у крыс. Вирус передал план гена альфа-синуклеина человека специфически в нейроны среднего мозга, которые затем начали продуцировать большие количества чужеродного белка. "Некоторые формы болезни Паркинсона связаны с перепроизводством альфа-синуклеина. Таким образом, наша модель имитирует события, имеющие отношение к людям", Заметки Ди Монте.

Анализ тканей, проведенный сотрудниками из Университета Пердью, показал, что после экспрессии в среднем мозге белок был способен достигать нервных окончаний в стенке желудка. Дальнейшая работа в лаборатории Ди Монте установила точный путь, по которому человеческий альфа-синуклеин завершает свой путь от мозга к желудку. Белок сначала переместился из среднего мозга в "продолговатый мозг", самый нижний отдел ствола мозга; в продолговатом мозге он был обнаружен в нейронах, длинные волокна которых образуют "блуждающий нерв". Волокна блуждающего нерва соединяют мозг с множеством внутренних органов; перемещаясь по этим волокнам, человеческий альфа-синуклеин в конечном итоге смог достичь стенки желудка примерно через шесть месяцев после его первоначальной экспрессии в среднем мозге. Прогрессивное накопление человеческого альфа-синуклеина в нервных окончаниях желудка сопровождалось свидетельствами повреждения нейронов.

От мозга к кишечнику по определенным маршрутам

"Наше исследование показывает, что альфа-синуклеин может проходить довольно далеко по телу, переходя от одного нейрона к другому и используя длинные нервные волокна в качестве проводников", Ди Монте говорит. "Наши результаты не исключают возможность того, что заболевания, связанные с альфа-синуклеином, могут возникать в кишечнике. Это может случиться у некоторых пациентов. Однако наши результаты показывают, что если патологический альфа-синуклеин обнаруживается вне мозга, это не обязательно указывает на то место, где началось заболевание."

Исследование также показывает предпочтительный путь передачи альфа-синуклеина через блуждающий нерв. Блуждающий нерв состоит из двух видов волокон: 10-20% волокон составляют "эфференты" тогда как остальные 80-90% "афференты". Эфферентные волокна – это проекции двигательных нейронов, которые контролируют моторику кишечника. Напротив, афферентные волокна передают сенсорную информацию от кишечника к мозгу. Для своего пути от мозга к желудку альфа-синуклеин использовал только менее многочисленные эфферентные блуждающие выступы.

"Это весьма примечательно", Ди Монте говорит. "Это показывает, что передача альфа-синуклеина – это не просто вопрос анатомических связей. Некоторые нейроны обладают особой склонностью к поглощению, переносу и накоплению альфа-синуклеина. Мы не знаем точных механизмов, лежащих в основе этого избирательного поведения нейронов. Однако вполне вероятно, что эти механизмы могут объяснить, почему определенные популяции нейронов и области мозга особенно восприимчивы к патологии альфа-синуклеина. Это то, что мы намерены изучить в дальнейших исследованиях."

Блог Брикса