Подошли ближе к лечению болезни Альцгеймера: ученые открыли уникальный механизм нейронов

Наш мозг является невероятно сложной конструкцией, большую часть которой ученые еще не изучили. Однако их недавнее открытие не только помогло им понять, как мы обучаемся и запоминаем что-то, но и дало подсказки для победы над серьезными болезнями.

Недавнее исследование ученых обнаружило критический путь, по которому нейроны передают информацию от своих конечностей, таких как дендриты, к их ядру, что позволяет активировать гены, жизненно важные для обучения и памяти. Это открытие проливает свет на молекулярные процессы, которые связывают синаптическую активность с долгосрочными изменениями в мозге, что дает значительное представление о формировании памяти и когнитивных функций, а также подсказки к лечению когнитивных осложнений, пишет University of Colorado Anschutz Medical Campus.

Исследование, проведенное под руководством Марка Делл'Аква, профессора фармакологии из Медицинского кампуса Университета Колорадо Аншутц и опубликованное в журнале Journal of Neuroscience, изучало механизмы, которые позволяют нейронам координировать локальную синаптическую активность с экспрессией генов в ядре нейронов.

"Эта работа — в основном важнейшая научная находка фундаментального процесса работы нервных клеток, — говорит Делл'Аква, — понимание этой релейной системы не только расширяет наши знания о работе мозга, но и может лучше обосновать терапевтические методы лечения когнитивных расстройств".

Полученные результаты ученых выделили роль белка, связывающего элемент cAMP-ответа (CREB), транскрипционного фактора, который регулирует гены, критически важные для синаптических изменений. Связывающий белок cAMP-реактивного элемента (CREB) — это своего рода "переключатель" внутри клеток нашего мозга, который контролирует активацию определенных генов.

Когда нейроны в вашем мозге активны, например, когда мы учимся чему-то новому или вспоминаем что-то, на CREB поступают сигналы. Получив эти сигналы, CREB "включает" необходимые гены, чтобы произвести изменения в клетках мозга, усиливая их способность общаться друг с другом. Это очень важно для долгосрочной памяти и обучения.

Для простоты понимания можно представить CREB как способ клетки мозга включить свет в комнате, полной инструментов, необходимых для создания более прочных связей между нейронами. Без этого процесса мозгу было бы гораздо сложнее учиться новому или сохранять воспоминания.

Хотя роль CREB в обучении и памяти хорошо известна, данное исследование прояснило точные механизмы, запускающие его во время активности нейронов. Используя современную микроскопию, аспирантка Кэтлин Зент и ее команда выявили релейную систему, включающую кальциевые сигналы, генерируемые активированными рецепторами и ионными каналами в дендритах.

Эти сигналы быстро доходят до ядра, вызывая активацию CREB и последующую экспрессию генов. Этот процесс обеспечивает нейронам возможность интегрировать входные сигналы, поступающие через удаленные синапсы, и трансформировать их в долгосрочные функциональные и структурные изменения. Исследование демонстрирует, как нейроны преодолевают физические трудности, связанные с расстоянием между синаптическими участками и ядром.

Делл'Аква подчеркнул потенциальные последствия этого открытия для понимания заболеваний, влияющих на память. "Мы можем увидеть, какие именно части этого нового механизма подвергаются вмешательству и где именно", — пояснил он, отметив, что эти знания могут помочь в разработке методов лечения таких заболеваний, как болезнь Альцгеймера и других когнитивных расстройств.

Нацеливание на конкретные компоненты этого пути может позволить исследователям бороться с нарушениями экспрессии генов, связанными с этими заболеваниями. Болезнь Альцгеймера и связанные с ней расстройства памяти представляют собой серьезную глобальную проблему. По данным Всемирной организации здравоохранения, более 55 миллионов человек в мире живут с деменцией, и ожидается, что каждые 20 лет их число будет почти удваиваться.

Исследования молекулярных механизмов формирования памяти, подобные данной работе, могут сыграть решающую роль в смягчении этой проблемы общественного здравоохранения. Достижения в понимании того, как активируются гены, связанные с памятью, могут проложить путь к созданию лечения, которое замедлит или обратит вспять даже самые серьезные когнитивные нарушения.

focus.ua

Опубліковано на сайті: 2025-01-26