Используя передовую протеомику, исследователи из Института Бака и других организаций нанесли на карту «интерактом тау», обнаружив новые данные о роли тау в нейродегенеративных заболеваниях. Опубликовав в Cell, ученые обнаружили, что мутантный тау влияет на функцию митохондрий в нейронах человека. Они также предлагают механизм того, как тау высвобождается из нейронов и распространяется по всему мозгу, патологический процесс, который сильно коррелирует с прогрессированием заболевания.
«Понимание механизмов того, что происходит внутри клеток во время болезни, является ключом к открытию новых способов лечения нейродегенеративных заболеваний, включая болезнь Альцгеймера, которая является наиболее распространенной таупатией», — сказала доцент Института Бака Тара Трейси, доктор философии, ведущий автор исследования. бумага. «Мы надеемся, что другие исследователи воспользуются преимуществами нашего «тау-интерактома», который представляет собой широкое и непредвзятое исследование взаимодействующих с тау белков в клетке, которые могут способствовать заболеванию».
Свойства тау
Нормальный тау хорошо известен своей ролью в связывании с микротрубочками, поддерживающими цитоскелет клетки. При заболевании аномальные химические изменения вызывают отсоединение тау-белка от микротрубочек и прилипание к другим белкам тау, образуя нити, которые в конечном итоге соединяются, образуя клубки внутри нейронов. Наличие клубков тау является одним из признаков болезни Альцгеймера и связанных с ней таупатий.
Трейси говорит, что за последнее десятилетие исследователи поняли, что при заболевании тау делает гораздо больше, чем просто воздействует на цитоскелет клетки. «Взаимодействия тау-белка более сложны, чем предполагалось изначально. В этой области много внимания уделялось тому факту, что тау-белок может секретироваться нейронами и распространяться по связанным клеткам, но не было понимания того, как это происходит и вовлеченный клеточный механизм», — сказала она. «Методы, используемые в этой статье, обеспечивают беспрецедентную динамическую карту интерактома тау, чтобы пролить свет на взаимодействия, которые происходят во время секреции тау, и на роль тау в функции нейронов и заболеваниях».
Новые идеи
Работая с нейронами, полученными из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток , исследователи показали, что когда тау секретируется во время повышенной активности нейронов, он взаимодействует с белками снаружи, а не внутри синаптических пузырьков .. Эти везикулы хранят нейротрансмиттеры, которые высвобождаются на стыках между нейронами. Трейси сказал, что это удивительно, когда речь идет о тау, добавив, что высвобождение, вероятно, происходит за счет ассоциации с комплексом SNARE, белками, которые существуют в пресинаптических окончаниях и которые необходимы для слияния везикул с плазматической мембраной для высвобождения нейротрансмиттеров. «Показ потенциального механизма высвобождения тау может дать информацию для будущих исследований о том, как мы можем предотвратить выход больного тау из нейронов и его распространение по всему мозгу», — сказала Трейси.
Исследователи также показывают, что тау связывается с митохондриальными белками в нейронах . Трейси говорит, что связывание, по-видимому, полезно, когда тау в норме, но когда больной тау ухудшает биоэнергетику нейронов, это может быть связано с уменьшением взаимодействия тау с митохондриальными белками. Эти белки, взаимодействующие с тау, в митохондриях подавлялись в тканях головного мозга в нескольких когортах людей, и это подавление коррелировало с тяжестью заболевания.
Важен при болезни Альцгеймера и многом другом
Таупатии охватывают несколько клинико-патологических состояний, включая болезнь Альцгеймера, прогрессирующий надъядерный паралич , болезнь Пика, хроническую травматическую энцефалопатию , лобно-височную деменцию, кортикобазальную дегенерацию и постэнцефалитический паркинсонизм. «Миллионы людей во всем мире в настоящее время живут с бременем неврологических заболеваний, связанных с таупатией», — сказала Трейси. «Это требует срочности для тех из нас, кто работает над разработкой методов лечения этих заболеваний. Мы надеемся, что эта статья поможет значительно продвинуться вперед в этой области».
