Продолжаем публиковать совместные обзоры «Новостей нейронаук и нейротехнологий» и научного центра «Идея», который поддерживает молодых ученых в рамках конкурса для аспирантов в области нейронаук программы «Мозг».В конце сентября аспиранты отчитались перед Оргкомитетом конкурса и ведущими учеными о проделанной работе за год. Публикуем ссылку на их отчеты.
Сентябрьский выпуск журнала Brain объединяет исследования, посвященные механизмам развития и прогрессирования неврологических заболеваний, новым подходам к диагностике и лечению. Значительная часть работ посвящена нейродегенеративным заболеваниям – болезни Альцгеймера, Паркинсона, болезни Гентингтона и прогрессирующему надъядерному параличу. Несколько исследований посвящены демиелинизирующим и сосудистым заболеваниям, включая рассеянный склероз, MOG-ассоциированное заболевание и CADASIL, с акцентом на прогнозирование течения болезни и выбор терапии. В выпуске также представлены перспективные методы восстановления нервной системы – от трансплантации спинномозговых органоидов до ультразвуковой доставки генной терапии. Исследования раннего развития мозга показывают, как генетические факторы и материнский микробиом могут влиять на формирование нейронных сетей и миелина. В целом сентябрьский выпуск подчеркивает, насколько тесно связаны молекулярные процессы, работа клеток, нейронных сетей и состояние всего организма в развитии заболеваний нервной системы.
На обложке стилизованная амилоидная бляшка в мозге, окруженная клетками разных цветов, что символизирует различия между пациентами с болезнью Альцгеймера и неодинаковую уязвимость мозга к накоплению амилоида и тау-белка.
Изменения в крови начинают предсказывать ухудшение памяти
Болезнь Альцгеймера может развиваться задолго до появления заметных проблем с памятью, поэтому важно понять, когда изменения биомаркеров начинают отражаться на когнитивных функциях. В этом исследовании ученые сравнили динамику четырех показателей: белка p-tau217 в крови, накопления амилоида и тау-белка в мозге, а также результатов теста на память. Для этого они проанализировали данные почти 4000 человек из двух крупных исследований. Изменения всех этих показателей связаны с последующим снижением памяти, но сила этой связи различалась между группами участников. Изменения уровня p-tau217 в крови позволяли объяснить примерно такую же долю вариабельности ухудшения памяти, как и ПЭТ-изменения, связанные с амилоидом. При этом у носителей генетического варианта APOE ε4 изменения биомаркеров начинались раньше. В целом последовательность событий соответствовала представлениям о развитии болезни Альцгеймера: сначала меняются амилоидные показатели, затем тау-белок и только после этого заметно ухудшаются когнитивные функции. Однако после 90 лет эта последовательность менялась, вероятно, из-за других возрастных заболеваний мозга, которые также влияют на память.
Modelling the temporal evolution of plasma p-tau217, amyloid PET, tau PET and cognition by Petrice M Cogswell, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3002–3014, https://doi.org/10.1093/brain/awag075
Как мозг помогает нам придумывать новые идеи
Ученые исследовали, какие участки мозга помогают человеку находить необычные связи и создавать новые идеи. В работе участвовали 18 пациентов с поведенческим вариантом лобно-височной деменции и 27 здоровых людей. У пациентов творческие способности снижались, им было сложнее как находить отдаленные ассоциации, так и объединять их в новые решения. За разные этапы творческого мышления отвечают разные участки префронтальной коры: медиальная часть помогает генерировать необычные ассоциации, а латеральная – объединять их. При этом обе области важны для общей способности мыслить творчески. С помощью функциональной МРТ исследователи также обнаружили постепенный переход между этими зонами, связанными с разными мозговыми сетями. При лобно-височной деменции эта функциональная граница становилась менее выраженной. Чем сильнее сохранялось разделение между двумя областями, тем лучше человек справлялся с творческими заданиями.
A rostral prefrontal mediolateral gradient predicts creativity in frontotemporal dementia by Victor Altmayer, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3015–3030, https://doi.org/10.1093/brain/awag032
У болезни Паркинсона есть несколько путей распространения тау-белка
Авторы проанализировали, почему прогрессирующий надъядерный паралич может проявляться у разных людей по-разному. Они исследовали мозг 241 пациента с подтвержденным диагнозом и с помощью машинного обучения картировали накопление тау-белка в 41 области мозга. Оказалось, что заболевание развивается не по одному сценарию, а как минимум по трем различным путям. В одном случае тау сначала накапливается в глубоких структурах мозга, а затем распространяется к коре, тогда как в двух других корковые и подкорковые области поражаются практически одновременно. Эти варианты были связаны с разными клиническими формами ПНП: при корковых формах чаще встречались два последних типа распространения. Чем больше тау-белка накапливалось в некоторых областях мозга, тем короче была продолжительность жизни пациентов. Кроме того, на характер накопления тау влияли генетические особенности, пол и сопутствующие патологические изменения.
Data-driven modelling of tau pathology reveals distinct progressive supranuclear palsy subtypes by Patrick W Cullinane, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3080–3094, https://doi.org/10.1093/brain/awag131
Генетические факторы болезни Паркинсона различаются у мужчин и женщин
Ученые впервые отдельно изучили генетические факторы риска множественной системной атрофии, связанные с Х-хромосомой. Для этого они проанализировали данные полногеномного секвенирования 888 пациентов с МСА и 7128 человек без заболевания. Исследование выявило два участка Х-хромосомы, связанные с риском болезни, причем один из них оказался характерен преимущественно для женщин, а другой – для мужчин. У женщин риск был связан с вариантом в области Xq28, рядом с геном CTAG1A, а у мужчин – с вариантом внутри гена TBL1X. Дополнительный анализ указал, что в женской группе в первом участке могут играть роль гены PLXNA3 и FAM3A, связанные с работой нервных клеток и обменом веществ. Полученные результаты подтвердили дополнительные генетические анализы и секвенирование длинных фрагментов ДНК. Генетическая предрасположенность к МСА может различаться у мужчин и женщин, что важно учитывать при изучении механизмов заболевания и разработке более персонализированных подходов к его лечению.
Chromosome X-wide association study in multiple system atrophy identifies sex-differential risk loci by Anindita Ray, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3110–3118, https://doi.org/10.1093/brain/awag062
Роль белка HTT1a в развитии болезни Гентингтона
Ученые выяснили, какую роль играет белок HTT1a в развитии болезни Гентингтона. При заболевании в гене HTT увеличивается число повторов CAG, что приводит к образованию патологического белка, способного накапливаться в нейронах. Исследователи с помощью CRISPR/Cas9 удалили участки гена, необходимые для образования HTT1a, в генетически измененных мышах. В результате уровень этого белка резко снизился, а накопление патологических агрегатов в мозге началось на несколько месяцев позже. Одновременно нарушения активности генов были частично уменьшены, а уровни биомаркеров повреждения нервной ткани в спинномозговой жидкости и крови дольше оставались нормальными. При этом сама мутация и размер CAG-повтора не изменялись.
The HTT1a protein initiates HTT aggregation in a knock-in mouse model of Huntington’s disease by Aikaterini Smaragdi Papadopoulou, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3095–3109, https://doi.org/10.1093/brain/awag040
Как изменения жирового обмена связаны с болезнью Паркинсона
Ученые проследили, как генетические особенности могут влиять на обмен жиров и повышать риск болезни Паркинсона. Они проанализировали метаболиты крови у 149 пациентов с болезнью Паркинсона и 150 здоровых людей, а затем сопоставили результаты с генетическими и молекулярными данными. Внимание привлек ген SPTSSB, участвующий в образовании сфинголипидов – важных компонентов клеточных мембран. Оказалось, что определенный вариант этого гена связан с его повышенной активностью в мозге и увеличением уровня некоторых липидов в крови. У пациентов также были заметно изменены сфинголипиды, жирные кислоты и ацилкарнитины, участвующие в энергетическом обмене клеток. Похожие изменения обнаружили и в мозге людей с патологией, характерной для болезни Паркинсона. Дополнительный анализ показал нарушения процессов, связанных с работой митохондрий и расщеплением жирных кислот. Исследование связывает генетический риск болезни Паркинсона с нарушением липидного и энергетического обмена.
Mapping the causal chain from genetic risk variants to lipid dysmetabolism in Parkinson’s disease by Ruth B De-Paula, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3119–3133, https://doi.org/10.1093/brain/awag039
Что происходит в мозге до появления симптомов Паркинсона
Ученые создали генетически модифицированных обезьян с мутацией A53T в гене SNCA, связанной с наследственной болезнью Паркинсона. Уже на ранних этапах у животных появились едва заметные двигательные нарушения, а также ухудшение рабочей памяти. Кроме того, обезьяны спали меньше и чаще просыпались, что напоминает расстройство поведения во время фазы быстрого сна – один из ранних признаков болезни Паркинсона у людей. При этом выраженной гибели нейронов в моторной и префронтальной коре еще не наблюдалось. Это говорит о том, что функциональные нарушения мозга могут появляться раньше заметного разрушения нервных клеток. По мере взросления животных некоторые когнитивные нарушения становились сильнее.
α-Synuclein aggregation and brain atrophy in SNCA-A53T transgenic monkeys are correlated with parkinsonism by Jingkuan Wei, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3134–3149, https://doi.org/10.1093/brain/awag046
Как нарушение работы лизосом ускоряет болезнь Паркинсона
Ученые обнаружили механизм, связывающий нарушение работы лизосом с накоплением α-синуклеина при болезни Паркинсона. В мозге пациентов уровень белка TMEM106B, который помогает поддерживать нормальную работу лизосом, был снижен. На моделях клеток и мышей его отсутствие приводило к нарушению кислотности лизосом, сбоям обмена жиров и накоплению липидных капель внутри нейронов. Эти липидные капли, в свою очередь, ускоряли образование токсичных агрегатов α-синуклеина и усиливали их способность распространяться. Одновременно из-за дефицита TMEM106B ухудшалось удаление уже образовавшегося α-синуклеина: снижалась активность ключевых лизосомных ферментов. У мышей это сопровождалось более выраженной гибелью дофаминовых нейронов и двигательными нарушениями. Таким образом, сбой работы лизосом может одновременно способствовать образованию и замедлять удаление патологического α-синуклеина.
TMEM106B deficiency exacerbates α-synuclein aggregation in Parkinson’s disease by Lanxia Meng, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3150–3165, https://doi.org/10.1093/brain/awag065
Вирусная инфекция может ускорять развитие болезни Альцгеймера
Ученые обнаружили, что хроническая инфекция цитомегаловирусом может ускорять развитие нарушений памяти при болезни Альцгеймера. На мышиной модели заболевания заражение вирусом привело к ухудшению памяти и пространственного мышления. При этом в гиппокампе снижалась плотность синаптических связей и раньше начиналось накопление β-амилоида и патологически измененного тау-белка. В мозге также накапливались CD4+ и особенно CD8+ Т-клетки, большая часть которых была направлена против вируса. Противовирусное лечение в хронической фазе инфекции смогло обратить вызванное вирусом ухудшение когнитивных функций. При этом ДНК вируса в мозге обнаружить не удалось, что указывает скорее на длительное влияние иммунной реакции, чем на прямое повреждение нейронов вирусом. Перенесенная или сохраняющаяся вирусная инфекция может поддерживать воспаление и ускорять патологические процессы, связанные с болезнью Альцгеймера.
Cytomegalovirus-induced T cell responses accelerate Alzheimer’s disease progression in mice by Morgan Marsden, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3214–3227, https://doi.org/10.1093/brain/awag043
Стимуляция мозга помогает восстановиться после инсульта
Ученые проверили, может ли двусторонняя стимуляция мозга помочь восстановлению после ишемического инсульта. Исследование провели на макаках с экспериментальным инсультом, используя неинвазивную высокочастотную ритмическую транскраниальную магнитную стимуляцию. После трех месяцев стимуляции у животных улучшились движения пораженной руки и кисти, активность мозга стала более сбалансированной. МРТ показала восстановление спонтанной активности и функциональных связей между разными областями мозга, а также улучшение состояния белого вещества. Анализ белков крови показал изменения, связанные с восстановлением нервной ткани, обменом веществ и снижением воспаления. После длительной стимуляции активировались процессы, связанные с развитием и восстановлением нейронов. Дополнительный генетический анализ у людей указал на несколько белков крови, которые могут связывать риск инсульта с повреждением белого вещества.
Bilateral theta burst stimulation aids neural repair and recovery after ischaemic stroke in primates by Gengbin Chen, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3046–3061, https://doi.org/10.1093/brain/awag022
Как инсульт повреждает мозг за пределами очага
Ученые обнаружили механизм, который может объяснить, почему после инсульта повреждение распространяется на участки мозга, не затронутые самим инфарктом. На модели инсульта у мышей они изучили небольшие внеклеточные везикулы – своеобразные посылки, которые клетки используют для передачи молекул друг другу. Поврежденные нейроны в зоне вокруг очага начинают выделять особенно много таких везикул. Они перемещаются по нервным связям из коры в таламус и передают туда молекулы, способные повреждать нейроны и синапсы. Одной из ключевых оказалась кольцевая РНК CircOGDH: ее накопление в таламусе сопровождалось гибелью нейронов и потерей синапсов. Когда ученые подавляли образование этой РНК в коре, повреждение таламуса уменьшалось. После инсульта мозг может передавать повреждающий сигнал далеко за пределы первоначального очага через систему межклеточных везикул.
Penumbra-derived small extracellular vesicles carry pathogenic RNA driving remote damage after cortical infarction by Die Deng, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3062–3079, https://doi.org/10.1093/brain/awag049
Как сосудистая болезнь нарушает работу гиппокампа
Наследственное заболевание мелких сосудов мозга влияет на гиппокамп – область, важную для памяти и обучения. На моделях мышей, тканях мозга пациентов и клетках человека они обнаружили несколько связанных нарушений. У больных животных были нарушены гамма-ритмы гиппокампа и изменена структура нервных волокон, что также наблюдалось в мозге пациентов. Одновременно в клетках сосудов снижалась работа митохондрий и выработка энергии, а сами сосуды теряли гладкомышечные клетки. В гиппокампе накапливался мутантный белок NOTCH3, а вокруг сосудов становилось больше активированных микроглиальных клеток. Анализ отдельных клеток подтвердил усиление воспалительных процессов и нарушения энергетического обмена. Таким образом, страдают не только сами сосуды – их повреждение сопровождается нарушением работы нейронов, энергетического обмена и иммунных клеток мозга.
Impairment of hippocampal gamma oscillations, mitochondria and neurovascular function in CADASIL by Wenchao Shao, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3031–3045, https://doi.org/10.1093/brain/awag033
Когда можно безопасно отменять лечение при MOG-ассоциированном заболевании
Как долго нужно продолжать иммуномодулирующее лечение при MOG-ассоциированном заболевании, чтобы снизить риск нового приступа после его отмены. В исследование вошли 190 пациентов, у которых лечение было прекращено 236 раз. Оказалось, что чем дольше продолжалась терапия, тем ниже был риск последующего рецидива. У пациентов после первого приступа оптимальным сроком оказались примерно 10-18 месяцев: после 15 месяцев лечения вероятность оставаться без рецидива в течение пяти лет оценивалась в 87,7%, против 47,9% после трех месяцев терапии. У пациентов с уже рецидивирующим течением болезни лечение желательно продолжать дольше – около 20-30 месяцев. При этом наличие рецидивов на момент отмены терапии почти вдвое увеличивало риск нового приступа. Отрицательный результат анализа антител MOG также может указывать на меньший риск рецидива, хотя одного этого показателя недостаточно для принятия решения об отмене лечения.
Optimal strategies for treatment discontinuation in MOG antibody-associated disease by Wei Z Yeh, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3242–3253, https://doi.org/10.1093/brain/awag006
Можно ли заранее предсказать течение рассеянного склероза
Ученые разработали модель Spider-MS, которая позволяет индивидуально оценивать, как может развиваться рассеянный склероз у конкретного пациента. Для этого они проанализировали данные 1180 человек и учли возраст, особенности первого приступа, количество очагов в мозге и спинном мозге, наличие олигоклональных антител и длительность лечения. Эти факторы позволили достаточно точно предсказать риск новых воспалительных атак, появления новых очагов и нарастания инвалидизации в течение следующих 10 лет. Одним из самых сильных предикторов оказалось количество очагов в мозге: чем их больше, тем выше риск неблагоприятного течения. При этом более длительное лечение препаратами, изменяющими течение болезни, особенно высокоэффективными, заметно снижало риск воспалительной активности. Однако влияние лечения на прогрессирование инвалидизации, не связанное с рецидивами, оказалось значительно слабее. Модель также успешно прошла проверку на независимой группе пациентов.
Spider-MS: an individualized polyhedral prediction of multiple sclerosis prognosis by Carmen Tur, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3254–3271, https://doi.org/10.1093/brain/awag047
Органоиды спинного мозга помогают восстановить функции после травмы
Ученые разработали особые человеческие органоиды спинного мозга, которые могут помочь восстанавливать поврежденные нервные связи после тяжелой травмы. Чтобы органоиды могли расти большими и долго развиваться, исследователи создали каркас из нанонитей карбоксилированной целлюлозы, имитирующий кровеносные сосуды и улучшающий поступление кислорода и питательных веществ. Благодаря этому органоиды достигали примерно 1 см в диаметре, сохранялись более 300 дней и формировали миелинизированные аксоны и функциональные нейронные сети. Затем такие органоиды пересадили мышам с полностью перерезанным спинным мозгом. Через три месяца у животных улучшились двигательные и чувствительные функции, а пересаженные клетки хорошо выживали и соединялись с тканями самого спинного мозга. Клетки органоидов также формировали разные типы нейронов и глиальных клеток и устанавливали синаптические контакты с нейронами хозяина. Исследователи обнаружили, что пересаженные нейроны выделяют фактор NTN1, который помогает направлять рост аксонов и может способствовать восстановлению нервных связей. Созданные органоиды не просто заменяют поврежденную ткань, а способны включаться в работу существующих нейронных сетей и помогать восстанавливать функции после тяжелой травмы спинного мозга.
Transplantation of engineered spinal cord organoids restores functions after spinal cord injury by Linlin Liu, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3166–3181, https://doi.org/10.1093/brain/awaf471
Мышечные стволовые клетки влияют на гибель мотонейронов при СМА
При спинальной мышечной атрофии поражение мышц может способствовать дальнейшей гибели мотонейронов. В мышцах пациентов с СМА II типа было значительно меньше покоящихся мышечных стволовых клеток, необходимых для поддержания и восстановления мышечной ткани. На моделях мышей исследователи показали, что дефицит белка SMN нарушает развитие этих клеток, а снижение его уровня во взрослом возрасте приводит к их быстрой гибели. Когда запас мышечных стволовых клеток истощался, происходили изменения нервно-мышечных соединений, а спустя несколько месяцев начинали погибать мотонейроны спинного мозга. При этом сами мотонейроны изначально не имели генетического дефекта – их повреждение было следствием нарушений в мышечной ткани. Мышцы и мотонейроны при СМА оказываются связаны двусторонней зависимостью: повреждение одного звена со временем усугубляет состояние другого.
Targeted knockdown of Smn in muscle stem cells induces non-cell autonomous loss of motor neurons by Jordan Mecca, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3182–3196, https://doi.org/10.1093/brain/awag045
Ультразвук помогает доставить генную терапию в мозг
Ученые разработали способ лечения синдрома Лея – тяжелого заболевания, связанного с нарушением работы митохондрий. Для этого они совместили генную терапию с низкоинтенсивным сфокусированным ультразвуком, который временно открывает гематоэнцефалический барьер и позволяет вирусному вектору AAV9 проникать в мозг. На мышах с синдромом Лея такой подход восстановил работу дефектного гена Ndufs4 и улучшил функцию митохондрий. Животные жили значительно дольше: медианная продолжительность жизни увеличилась с примерно 50 до 75 дней, а отдельные мыши прожили до 184 дней. При этом у них уменьшились некоторые неврологические нарушения и повреждение мозга и сердца. Восстановление работы митохондриального комплекса I подтвердило, что терапия действует не только на симптомы, но и на основную причину заболевания. Результаты показывают, что сфокусированный ультразвук может стать способом безопаснее доставлять генную терапию через гематоэнцефалический барьер.
Ultrasound-assisted gene therapy mitigates Leigh syndrome pathology by Mathilde Faideau, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3228–3241, https://doi.org/10.1093/brain/awag026
Как ген ARX помогает формировать тормозные нейроны мозга
Авторы изучили, как ген ARX участвует в развитии тормозных нейронов коры головного мозга. На мышах с выключенным ARX исследователи обнаружили, что нервные клетки хуже мигрировали к коре и часто скапливались в неправильных местах. В результате в коре становилось меньше интернейронов, особенно тех, которые должны располагаться в ее верхних слоях. Одновременно нарушалось превращение клеток-предшественников в разные типы зрелых нейронов, включая PV- и SST-интернейроны. Анализ активности генов показал изменения процессов, связанных с делением клеток, их специализацией и миграцией. Особенно сильно нарушалась работа генетических сетей, которые в норме управляют развитием этих клеток. ARX нужен не только для появления интернейронов, но и для того, чтобы они правильно перемещались и приобретали нужную специализацию.
ARX mutation-associated interneuron defects provide insights into mechanisms underlying developmental epilepsies by Youngshin Lim, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3197–3213, https://doi.org/10.1093/brain/awag036
Как микробиом матери влияет на миелинизацию мозга ребенка
Ученые обнаружили, что состав кишечного микробиома матери может влиять на формирование миелина в мозге потомства. На мышиной модели нарушение микробиома с помощью антибиотиков приводило к снижению миелинизации у детенышей. Важную роль играет пропионат – короткоцепочечная жирная кислота, которую производят кишечные бактерии. Добавление пропионата после рождения восстанавливало нормальное образование миелина и даже ускоряло его восстановление после повреждения. На клеточном уровне пропионат стимулировал созревание клеток-предшественников олигодендроцитов – клеток, которые формируют миелиновую оболочку нервных волокон. Исследователи показали, что этот эффект связан с эпигенетическим изменением гистона H4 и активацией сигнального пути cGMP–PKG. Вещества, образующиеся благодаря материнскому микробиому, могут влиять на развитие нервной системы ребенка и участвовать в восстановлении миелина при демиелинизирующих заболеваниях.
Maternal microbiome-derived propionate regulates offspring myelination via histone lactylation by Yan Zhang, et al., Brain, Volume 149, Issue 9, September 2026, Pages 3272–3288, https://doi.org/10.1093/brain/awag034
Текст: Полина Ложкина
Читайте материалы нашего сайта во ВКонтакте, Одноклассниках, Яндекс-Дзен и каналах в Telegram и MAX
