şəffaf beyin və amiloid lövhələrinin 3D atlası
Rokfeller Universitetinin (ABŞ) tədqiqatçıları beyin toxumasını şəffaf edən yeni yaradılmış görüntüləmə texnikasından istifadə ediblər. Bu, onlara Alzheimer xəstəliyindən əziyyət çəkən vəfat etmiş insanların beyinlərində patoloji zülalların, beta-amiloid lövhələrinin yığılmasının yerinin üçölçülü mənzərəsini görməyə imkan verdi.
Neyronların ölümünə səbəb olan hadisələr zənciri üçün “tetikleyici” hesab edilən beta-amiloid patoloji zülalının beyində toplanmasının olması və yayılması son vaxtlara qədər beyin hissələrinin təhlili ilə müəyyən edilirdi. Dilimləmə çox vaxt aparır, sonrakı 3D rekonstruksiya çox əmək tələb edir və dəqiq olmaya bilər. Hər halda, ortaya çıxan təmsil məhdud olacaq, çünki beyin çoxlu bir-biri ilə əlaqəli komponentlərə malik mürəkkəb üçölçülü strukturdur və dilim məlumatlarından tam şəkildə yenidən qurulması çətindir. Bizə böyük mənzərəni görmək üçün bir yol lazım idi.
Pozitron emissiyası və funksional maqnit rezonans tomoqrafiyası kimi məkan beyin görüntüləmə üsulları beynin müxtəlif sahələrinin fəaliyyətini göstərir, lakin beta-amiloidin paylanmasını öyrənmək üçün yararsızdır. Ancaq iDISCO (həlledici ilə təmizlənmiş orqanların immunobelinq funksiyalı 3D təsviri) adlı bu yaxınlarda işlənib hazırlanmış üsul gəldi.
Beyin toxuması təxminən 60% yağdan ibarətdir. Əgər onlar çıxarılsa, beyin, alimlərin fikrincə, sərt və şəffaf olur, demək olar ki, “şüşə kimi” olur. iDISCO-da beyin piyə elektrik yükü verən birləşmə ilə isladılır, sonra isə əks yüklü elektrik sahəsinə məruz qalır. Belə çıxır ki, beyindən piyləri “çəkən” “maqnit”.
Lövhələrin özləri immunoloji üsullarla boyandı, bundan sonra onlar həcmdə - siçan beyninin bütün yarımkürəsində və insan beyninin kiçik fraqmentlərində görünməyə başladılar. Alzheimer xəstəliyinin siçan modellərində heterojenliyin göründüyü, lövhələrin daha böyük və mürəkkəb üçölçülü olduğu xəstə bir insanın beynindən fərqli olaraq, kifayət qədər kiçik, ölçü və forma baxımından vahid və qruplaşdırılmadığı ortaya çıxdı. amiloid strukturları müşahidə olunur.
Beta-amiloid qrupları bənövşəyi rəngdədir.
Alimlər ümid edirlər ki, xəstənin simptomlarını və beta-amiloidin beynində paylanmasının postmortem modelini müqayisə edərək, bir deyil, bir neçə şərt ola biləcək Alzheimer xəstəliyinin növlərini ayırd etməyi öyrənmək mümkün olacaq. , çünki amiloid lövhələrinin sayı həmişə xəstəliyin şiddətinə uyğun gəlmir. Bəzən çoxlu lövhələr olur, amma demans baş vermir, bəzən də lövhə yoxdur, ancaq xəstəliyin əlamətləri var. Bəlkə də buna görə uğursuz olurlar klinik sınaqlar Hazırlanma mərhələsində olan dərmanlar: fərqli effektivliyə malik olduqları üçün müxtəlif variantlar xəstəlik. Hələlik bu variantlar arasında fərq qoymağın heç bir yolu yoxdur və lövhələrin 3D vizuallaşdırılması, onların yeri, formalaşdırdıqları strukturların təhlili bunu öyrənməyə kömək edə bilər.
16 sentyabr 2014-cü ilBeyin amiloid lövhələrinin zərərli təsirlərini kompensasiya etməyə qadirdir
Aktiv erkən mərhələlər Alzheimer xəstəliyində insan beyni xəstəliyin əlamətlərinin başlanğıcını gecikdirən xüsusi bir şəkildə yenidən təşkil edilə bilər.
22 avqust 2014-cü ildə oxuyunAlzheimer xəstəliyi: problemi həll etməyə nə qədər yaxınıq?
Çox az günlər olur ki, tibbi xəbər lentlərində Alzheimerin öyrənilməsi ilə bağlı bir dənə də olsun xəbər yoxdur. Lakin bu tədqiqat istiqaməti inkişafın hansı mərhələsindədir?
25 mart 2014-cü ildə oxuyunDigər anti-diabet dərmanı Alzheimer xəstəliyinə kömək edəcəkmi?
Diabetik dərman pramlintid beyin toxumasında beta-amiloid lövhələrini azaldır və Alzheimer xəstəliyinin iki eksperimental modelində öyrənmə və yaddaşı yaxşılaşdırır.
26 dekabr 2012-ci ildə oxuyunİmmun reaksiyasını bastırmaq Alzheimer xəstəliyinə kömək edəcəkmi?
Beyin toxumasında iltihablı reaksiyalara səbəb olan immun kompleksin inaktivasiyası Alzheimer xəstəliyinin gedişatını boğur.
65 yaşdan sonra Alzheimer xəstəliyinə tutulma riski hər 5 ildən bir iki dəfə artır. İndi yeni bir araşdırma, beynin xəstəliklə əlaqəli zəhərli zülal fraqmentlərini təmizləmək qabiliyyətinin yaşlı yetkinlərdə əhəmiyyətli dərəcədə azaldığını aşkar etdi.
65 yaşdan sonra Alzheimer xəstəliyinə tutulma riski hər 5 ildən bir iki dəfə artır.
Missuri ştatının Sent-Luis şəhərindəki Vaşinqton Universitetinin tədqiqatçıları Neurology Annals jurnalında yaşlı insanların beyninin Alzheimer xəstəliyi zamanı beyində yığılan zülal lövhələrinin əsas tərkib hissəsi olan beta-amiloid 42-ni təmizləmək üçün daha çox vaxt tələb etdiyini aşkar etdilər. xəstəlik.
Baş müəllif və nevrologiya professoru Randall J. Bateman dedi: “Biz aşkar etdik ki, 30 yaşlarında olan insanlar üçün amiloid beta 42-nin yarısını beyindən təmizləmək üçün adətən təxminən 4 saat vaxt lazımdır. Bu yeni araşdırmada göstərdik ki, 80 yaşında bu proses 10 saatdan çox çəkir”.
Müalicə olunmazsa, beyin fəaliyyətinin təbii əlavə məhsulu olan zülal parçası olan beta-amiloid 42-nin hüceyrələrarası əlaqə kimi beyin funksiyalarına mane olan lövhələrə laxtalanması ehtimalı daha yüksəkdir.
Elm adamları uzun müddətdir ki, bu lövhələrin demensiyanın (demensiyanın) bir forması olan Alzheimer xəstəliyinin əsas səbəblərindən biri olduğundan şübhələnirlər.
Demans xəstənin danışa və özünə baxa bilməyənə qədər yaddaşın, düşüncənin və davranışın pisləşdiyi mütərəqqi bir xəstəlikdir. Bu xəstəlik əsasən yaşlılarda müşahidə edilsə də, qocalmanın normal bir hissəsi deyil.
görə Dünya Təşkilatı Sağlamlıq baxımından dünyada təxminən 48 milyon insanda demans var və bu rəqəm hər il təxminən 8 milyon artmaqdadır. Alzheimer xəstəliyi bu halların təxminən üçdə ikisini təşkil edir.
Alzheimer simptomları olan insanlarda amiloid beta 42 üçün aşağı klirens dəyərləri
Professor Beytman və həmkarları öz araşdırmalarında 60-87 yaş arası 100 könüllünü sınaqdan keçiriblər. Bu iştirakçıların yarısı təcrübəlidir Klinik əlamətlər Alzheimer xəstəliyi kimi yaddaş problemləri və 62 iştirakçının beynində lövhə əmələ gəlməsi müşahidə edildi.
Tədqiqatçılar iştirakçıların keçirdikləri ətraflı psixi və fiziki müayinə zamanı bu əlamət və simptomların mövcudluğunu müəyyən ediblər. Alimlər lövhələri yoxlamaq üçün beyni skan etməklə yanaşı, sınaqdan keçiriblər serebrospinal maye iştirakçılar özləri inkişaf etdirdikləri texnologiyadan istifadə edirlər.
SILK (stabil izotopla əlaqəli kinetika - stabil izotopla əlaqəli kinetika) adlanan bu texnologiya ilə tədqiqatçılar beta-amiloid 42 və digər zülallarla nə baş verdiyini müşahidə edə bildilər.
Lövhə sübut edən iştirakçılarda, tədqiqatçılar beta-amiloid 42-nin beyin ətrafındakı mayeni tərk edərək lövhədə yığılma ehtimalının daha yüksək olduğunu tapdılar.
Bundan əlavə, tədqiqatçıların yaşlı iştirakçılarda gördükləri kimi beta-amiloid 42-nin təmizlənməsinin aşağı nisbətləri, yaddaş pozğunluğu, şəxsiyyət dəyişiklikləri və demans da daxil olmaqla Alzheimer xəstəliyinin simptomları ilə əlaqələndirilmişdir.
Professor Bateman deyir ki, elm adamları beynin beta-amiloiddən istifadə etmək üçün dörd üsula malik olduğuna inanır: onurğa beyni, qan-beyin baryeri vasitəsilə hərəkət, digər zülallarla həll və ya udma, lövhə şəklində çökmə. O, belə yekunlaşdırır:
"Köməklə əlavə tədqiqat bu kimi ilk üç yoldan hansının amiloid-beta istifadəsinin beynin qocalması ilə yavaşladığını müəyyən etməyə ümid edirik. Bu, yeni müalicə üsullarını inkişaf etdirmək səylərimizdə bizə kömək edə bilər”.
Miçiqan Universitetinin alimləri yeni kəşf ediblər faydalı əmlak epigallocatechin gallate (EGCG) - yaşıl çay yarpaqlarında olan bioaktiv maddə. Onların tədqiqatının nəticələri sübut edir ki, EGCG müəyyən beyin zülallarının, o cümlədən inkişafla əlaqəli olanların səhv qatlanmasının qarşısını alır. Alzheimer xəstəliyi. (Şəkil: Michigan Universiteti)
Miçiqan Universitetinin alimləri Miçiqan Universiteti, U-M) yaşıl çayda olan molekullardan birinin faydalı yeni xüsusiyyətini kəşf etdi: o, spesifik beyin zülallarının yanlış qatlanmasının qarşısını alır. Bu zülalların yığılması adlanır metalla əlaqəli amiloid beta, əlaqəlidir Alzheimer xəstəliyi və qeyriləri neyrodegenerativ xəstəliklər.
U-M Mi Hee Lim, Həyat Elmləri İnstitutunun Kimya üzrə dosenti, PhD və fənlərarası elmlər qrupu yaşıl çay ekstraktının məcmu əmələ gəlməsinə təsirini tədqiq etdilər. metal ilə əlaqəli beta-amiloidlər in vitro. Onların təcrübələrinin nəticələri jurnalda bu yaxınlarda dərc olunmuş məqalədə təqdim olunur Milli Elmlər Akademiyasının Materialları .
Alimlər in vitroda yaşıl çayın tərkibində olan bir birləşmənin olduğunu aşkar ediblər epigallocatechin-3-gallat(epigallokateşin-3-qallat, EGCG) metalsız peptidlərlə müqayisədə metalla əlaqəli beta-amiloidlərlə (xüsusən mis, dəmir və sink olan) daha aktiv şəkildə qarşılıqlı təsir göstərir, kiçik struktursuz aqreqatlar əmələ gətirir. Bundan əlavə, canlı hüceyrələr EGCG ilə inkubasiya edildikdə, həm metalsız, həm də metala bağlı beta-amiloidlərin toksikliyi azalmışdır.
Kimya kafedrasının dosenti, Həyat Elmləri İnstitutu U-M Mi Hee Lim, PhD. (Foto: lsi.umich.edu)
Qarşılıqlı təsirlərin strukturu haqqında fikir əldə etmək və bu reaktivliyi molekulyar səviyyədə başa düşmək üçün alimlər ion hərəkətliliyinin kütlə spektrometriyasından (IM-MS), 2D NMR spektroskopiyasından və hesablama metodlarından istifadə ediblər. Təcrübələr göstərdi ki, EGCG beta-amiloid monomerləri və dimerləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olur və müalicə olunmamış EGCG beta-amiloidləri ilə birləşdiyindən daha yığcam peptid konformasiyaları əmələ gətirir. Bundan əlavə, üçlü EGCG-metal-Aβ kompleksləri meydana gəldi.
Doktor Limin tədqiqat qrupu kimyaçılar, biokimyaçılar və biofiziklərdən ibarət idi.
"Bu molekula böyük maraq var" deyən Dr. Lim, EGCG və digərlərinin təbii məhsullar Flavonoidlər çoxdan güclü antioksidantlar hesab olunurdu. “Biz inteqrasiya olunmuş bir yanaşma tətbiq etdik. Bu, üç fərqli elm sahəsindən üç alim tərəfindən bir çərçivəyə diqqət yetirən fənlərarası tədqiqatın ilk nümunəsidir.
Limin fikrincə, kiçik molekullar olsa da və metal ilə əlaqəli beta-amiloidlər bir çox alimlər tərəfindən araşdırılan tədqiqatçıların əksəriyyəti onları öz dar nöqteyi-nəzərindən nəzərdən keçirir.
Neyroloq Bing Ye. (Foto: umms.med.umich.edu)
"Ancaq beyin çox mürəkkəb olduğundan, bir neçə yanaşmanın birləşməsinə ehtiyac olduğunu düşünürük."
Məqalədə PNAS başlanğıc nöqtəsidir, alim davam edir və növbəti addım Tədqiqat bir qədər dəyişdirilmiş EGCG molekulunun meyvə milçəklərində lövhə əmələ gəlməsinin qarşısını almaq qabiliyyətini yoxlayacaq.
"Biz molekulu elə dəyişdirmək istəyirik ki, o, xüsusilə Alzheimer xəstəliyi ilə əlaqəli lövhələrin meydana gəlməsinə mane olsun" deyə Lim izah edir.
O, LSI nevroloqu Bing Ye ilə əməkdaşlıq edərək işini davam etdirməyi planlaşdırır. Tədqiqatçılar birlikdə yeni molekulun meyvə milçəklərində zülal və metal tərkibli aqreqatların potensial toksikliyini boğmaq qabiliyyətini sınaqdan keçirəcəklər.
Materiallara əsaslanaraq
Orijinal məqalə:
S.-J. Hyung, A. S. DeToma, J. R. Brander, S. Lee, S. Vivekanandan, A. Kochi, J.-S. Choi, A. Ramamoorthy, B. T. Ruotolo, M. H. Lim. Yaşıl çay ekstraktı (-)-epigallokateşin-3-qallatın metalla əlaqəli amiloid-β növlərinə qarşı antiamiloidogen xüsusiyyətlərinə dair fikirlər
© "Yaşıl çay ekstraktı Alzheimer xəstəliyində beta-amiloid lövhələrinin əmələ gəlməsinin qarşısını alır." Materialın tam və ya qismən təkrar çapına indeksləşdirmədən bağlanmayan, robotun izləməsi qadağan olunmayan səhifəyə məcburi aktiv hiperlinklə icazə verilir. Alzheimer xəstəliyi. Yazılı icazə tələb olunur.
Alzheimer xəstəliyi haqqında daha çox məlumat
Məhkum neyronların yanında amiloid lövhələr (Devid Brodinin təsviri / Sent-Luisdəki Vaşinqton Universiteti).
Sıx protein lövhələri və dolaşıq neyrofibrilyar dolaşıqlar Alzheimer xəstəliyinin yavaş irəliləməsi zamanı insan beynini içəridən yeyir. Baş verənlərə kim cavabdehdir?
Hüceyrədənkənar zülal beta-amiloid eyni lövhələri əmələ gətirir (günahkar!), Hüceyrədaxili tau zülalının həddindən artıq fosforlaşması isə boş dolaşıqların əmələ gəlməsinə səbəb olur (günahkar!). Bəs bu hüceyrədənkənar amiloid lövhələri neyronlar üçün necə öldürücü ola bilər və bütün bunların tau fosforlaşması ilə necə əlaqəsi var? İndiyə qədər heç kim buna dəqiq cavab verməmişdir vacib suallar. Xoşbəxtlikdən, Virciniya Universitetinin (ABŞ) alimləri problemlə məşğul oldular: onların işi ən başlanğıcdadır, lakin artıq maraqlı nəticələr var.
Məlum oldu ki, neyronlar bəzi anlaşılmaz birbaşa zəhərlənmələrə görə deyil, beta-amiloidlərin olması ən vacib hüceyrə prosesinin düzgün olmayan axınına səbəb olduğuna görə ölürlər: amiloidlər neyronları yandırır. hüceyrə dövrü, onlar heç bir şəkildə bitirə və bölünməni tamamlamadan ölə bilməzlər.
Alimlər artıq maksimuma çatdırmaq üçün bir neçə potensial biomarker müəyyən ediblər erkən diaqnoz bu xəstəliyin (hər hansı bir simptomun başlamasından çox əvvəl), həmçinin effektiv terapiyanın yaradılması ilə bağlı yeni fikirlər təklif etmək.
Birbaşa müşahidələrin nəticələrinə görə, amiloidlərin yaxınlığında olduqdan sonra 24 saat ərzində adi neyronlar DNT molekulunu ikiqat artıraraq hüceyrə bölünməsinə hazırlaşmağa başlayırlar. Digər tərəfdən, tau-deaktivləşdirilmiş neyronlar amiloid lövhələrinin varlığına heç bir şəkildə reaksiya vermirlər. Təfərrüatlara girməsəniz, ümumi izahat özünü göstərir: yaxınlıqdakı beta-amiloid və hüceyrədaxili tau proteinini birləşdirən müəyyən bir hüceyrə siqnal kaskadı prosesdə iştirak edir. Detalların altına - kaskadı təşkil edən zülallara və siqnal molekullarına keçmək qalır. Beləliklə, tədqiqatçılar hüceyrə dövrünün tənzimlənməsində və ya tau modifikasiyasında iştirak edən bir neçə kinaz fermentini müəyyən etdilər.
Üç kinazın hər biri - fyn, CAMKII və PKA - bir neyronun hüceyrə dövrünə daxil olması üçün aktivləşdirilməlidir və hər biri müəyyən yerlərdə tau zülalını dəyişdirir. Bu yerlərdən hər hansı birində mutasiyaya uğrasa, amiloid-beta neyronları hüceyrə dövrünə daxil etmək qabiliyyətini itirir.
Siçanlar üzərində aparılan təcrübələrdə göstərilmişdir ki, neyron hüceyrələrində tau zülalının ifadəsi zəiflədiyi halda amiloid lövhələrinin əmələ gəlməsi baş vermir. mənfi təsir heyvanın beyni və qabiliyyətləri (öyrənmə və yaddaş) haqqında. Bu maraqlı müşahidə yarılma məlumatları ilə təsdiqləndi: heyvanın beyni çox böyük miqdarda proliferasiya edən amiloid çöküntülərinin mövcudluğunda belə tam toxunulmaz qaldı.
Nature News-dan uyğunlaşdırılıb.
Oxşar məqalələr
