Почему при болезни Альцгеймера умирают определенные нейроны?

22 мая 2021

болезнь Альцгеймера

В мозге человека с болезнью Альцгеймера нервные клетки погибают, и вместе с этим ухудшаются память и познавательные навыки. Однако не все нейроны одинаково восприимчивы к действию болезни. Определенные типы клеток страдают больше, но и среди них есть те, что погибают или остаются. Исследователи из США открыли молекулярные механизмы, которые помогут понять, почему некоторые нейроны более восприимчивы к болезни Альцгеймера. Исследование опубликовано в Nature Neuroscience.

Белок, который называется аполипопротеином Е, давно фигурирует в исследованиях болезни Альцгеймера, потому что люди с определенной формой этого белка (apoE4) подвергаются большему риску заболевания. Ученые показали, что высокий уровень аполипопротеина Е (apoE) делает клетки склонными к дегенерации. Восприимчивость клеток связана с тем, что apoE регулирует иммунный ответ в нейронах.

В этой работе использовали метод секвенирования РНК одиночных клеток (single nucleus RNA sequencing, snRNA-seq). Он показывает, насколько активно экспрессируются (преобразуются в РНК) определенные гены. Этот подход позволили сравнить как клетки одного типа, так и разных.

Технику использовали на нейронах мышей со смоделированной болезнью и у здоровых особей. Кроме этого учитывали данные о нервной ткани пациентов из открытых источников.

И у людей, и у мышей нейроны даже одного типа разительно отличались по экспрессии apoE. Также выяснилось, что существует сильная связь уровня экспрессии этого аполипопротеина и генов иммунного ответа. Если говорить конкретнее, то большое количество apoE активировало гены главного комплекса гистосовместимости (ГКГ-1, MHC-I). ГКГ-1 уничтожает лишние синапсы во время развития мозга, а также оповещает иммунную систему о поврежденных нейронах и синапсах у взрослых.

Уровень apoE-вызванной экспрессии ГКГ-1 практически совпадал со степенью нейродегенерации и тесно связан с количеством патологических нейрофибриллярных «клубков» из тау-белка (важный индикатор болезни Альцгеймера).

Авторы предположили, что в норме apoE запускает экспрессию ГКГ-1 в небольшом количестве поврежденных нейронов, чтобы они подавали сигнал «съешь меня» иммунным клеткам. При болезни Альцгеймера полезный на первый взгляд процесс выходит из-под контроля, что ведет к потере нервной ткани.

Возможно, дальнейшие исследования обнаружат новые мишени для лечения болезни Альцгеймера и других нейродегенераций.

Текст: Анастасия Новицкая

Neuronal ApoE upregulates MHC-I expression to drive selective neurodegeneration in Alzheimer’s disease by Kelly A. Zalocusky in Nature Neuroscience. Published May 2021.

https://doi.org/10.1038/s41593-021-00851-3