Статья появилась 17 августа в печатном номере Национальной академии наук. Исследование предлагает глубокое понимание недооцененной функции холестерина в головном мозге. В недавней статье NeuroScience News освещается исследование, проведенное учеными Scripps Research с использованием расширенной визуализации, чтобы показать, как холестерин регулирует выработку в мозге белка бета-амилоида (Aβ) и как он связан с болезнью Альцгеймера. Роль холестерина в развитии болезни Альцгеймера указывалась в предыдущих исследованиях, но так и не была доказана из-за технических ограничений.
Генетические исследования связывают риск болезни Альцгеймера с аполипопротеином Е, белком, который переносит холестерин. Исследование Скриппса показывает, что холестерин посылает сигналы нейронам, чтобы определить количество продуцируемого белка Aβ. Соответственно, поскольку аполипопротеин E транспортирует холестерин к нейронам, это связано с риском болезни Альцгеймера.
О Aβ
В центре внимания команды Скриппса находится связь холестерина с производством Aβ. Aβ в головном мозге пациента с болезнью Альцгеймера образует большие агрегаты, которые накапливаются в сгустки или «бляшки». Роль Aβ как в заболевании, так и в здоровом мозге продолжает оставаться предметом споров. Тем не менее, генетические данные связывают производство подтипа Aβ с болезнью Альцгеймера.
Команда использовала визуализацию сверхвысокого разрешения, которая представляет собой технологию микроскопии высокого уровня, которая позволяет им видеть внутренние клетки и мозг живых мышей. Они смогли проследить, как холестерин регулирует производство Aβ.
Ученые сосредоточились на холестерине, который вырабатывается в головном мозге астроцитами, которые являются наиболее многочисленным типом клеток центральной нервной системы. Они обнаружили, что холестерин переносится аполипопротеином Е к внешним мембранам нейронов. Как только он был доставлен, команда поняла, что холестерин затем сохраняется в кластерах и молекулах, называемых «липидными плотами».
Из-за небольшого размера липидных рафтов они еще недостаточно изучены. Их невозможно отобразить с помощью обычных световых микроскопов. Но по мере совершенствования технологий становится очевидным, что липидные рафты являются хозяевами сигнальных молекул, которые выполняют важные клеточные функции.
Кроме того, белок APP, продуцирующий Aβ, также находится в мембранах нейронов. Команда обнаружила, что аполипопротеин E, вместе с его грузом холестерина, заставляет APP контактировать с липидными рафтами, где можно найти ферменты, расщепляющие APP, которые образуют Aβ.
Ученые обнаружили, что, если они заблокируют поток холестерина, он удалит APP от контакта с липидными рафтами и предотвратит производство Aβ.
Тем не менее Скотт Хансен из Scripps Research отмечает важность холестерина для мозга в таких процессах, как познание и бдительность. Он добавляет, что холестерин не может быть полностью устранен в нейронах, поскольку он необходим для производства Aβ.
О Здоровье Мозга
Команда Скриппса провела эксперименты на генно-инженерных мышах, которые были запрограммированы на избыточную продукцию Aβ и имитировать болезнь Альцгеймера, включая бляшки Aβ.
Когда производство холестерина астроцитами было отключено, производство Aβ упало до почти нормального уровня, и бляшки Aβ в основном исчезли. Кроме того, исчез обычный вид запутанных кластеров белка тау, который является обычным признаком у модифицированных мышей.
Возможность Предотвратить Прогрессирование Болезни Альцгеймера
Ученые Скриппса считают, что новое понимание холестерина в производстве Aβ заслуживает дальнейшего изучения возможности остановить прогрессирование болезни Альцгеймера.
