Посещений:
БОЛЕЗНЬ ПАРКИНСОНА



Роль кальция и α-synuclein

Janin Lautenschläger, Amberley D. Stephens, Giuliana Fusco, et al. C-terminal calcium binding of α-synuclein modulates synaptic vesicle interaction. Nature Communications, 2018; 9 (1) DOI: 10.1038/s41467-018-03111-4





Tyrosine hydroxylase positive neuron stained with a synaptic marker.

Исследователи установили, что избыточные уровни кальция в клетках головного мозга могут приводить к образованию токсических кластеров, характерных для болезни Паркинсона. Было установлено, что кальций может обеспечивать взаимодействие между малыми мембранными структурами внутри нервных окончаний, которые важны для передачи сигналов в нейронах головного мозга, и alpha-synuclein, белком, связанным с болезнью Паркинсона. Избыточные уровни или кальция, или alpha-synuclein могут быть началом цепной реакции, приводящей к гибель клеток головного мозга.
Эти находки представляют собой стр. ступень в направлении понимания, как и почему у людей возникает болезнь Паркинсона. Согласно charity Parkinson's UK, один из каждых 350 взрослых в UK -- an estimated 145,000 in all -- сегодня болен болезнью Паркинсона, которая всё ещё остается неизлечимой.
Болезнь возникает, когда естественно возникающие белки укладываются в неправильную форму и слипаются вместе с др. белками, образуя в конечном итоге филамент-подобные структуры, наз. амилоидными фибриллами. Эти отложения амилоида, аггрегируюobt alpha-synuclein, известены также как тельца Lewy, являются признаком болезни Паркинсона.
Удивительно, но пока неясно, как alpha-synuclein в действительности действует в клетке: он участвует в разных процессах, таких как плавное течение химических сигналов в головном мозге и перемещение молекул в и из нервных окончаний, но в точности его поведение неясно.
"Alpha-synuclein является очень небольшим белком с очень простой структурой и он необходим для взаимодействия с др. белками или структурами, чтобы они становились функциональными, это затрудняет их изучение," говорит Dr Gabriele Kaminski Schierle.
Благодаря технике сверх-разрешающей микроскопии теперь возможно заглянуть внутрь клетки, чтобы наблюдать за поведением alpha-synuclein. Исследователи выделяли изолированные синаптические пузырьки, часть нервных клеток, которые хранят нейротрансмиттеры, которые посылают сигналы от одной нервной клетки к др.
В нейронах кальций играет роль в высвобождении нейротрансмиттеров. Исследователи наблюдали, что когда уровни кальция в нервной клетке повышаются, как при передаче нейрональных сигналов, то alpha-synuclein соединяется с синаптическими пузырьками во многих точках и заставляет пузырьки соединяться вместе. Это может указывать на то, что обычная роль alpha-synuclein заключается в помощи химической трансмиссии информации через нервные клетки.
"Впервые было установлено, что кальций влияет на способ, как alpha-synuclein взаимодействует с синаптическими пузырьками," говорит Dr Janin Lautenschläger. "Мы полагаем, что alpha-synuclein является, скорее всего, сенсором кальция. В присутствии кальция он изменяет свою структуру и способ взаимодействия со своим окружением, что, скорее всего, важнодля его нормальной функции."
"Имеется тонкий баланс кальция и alpha-synuclein в клетке и если имеется избыток одного из них, то баланс нарушается (tipped) и начинается агрегация, приводящая к болезни Паркинсона," говорит Dr Amberley Stephens.
Дисбаланс может быть вызван генетическим удвоением количества alpha-synuclein (дупликация гена), с помощью связанного с возрастом замедления снижения избытка белка, с помощью повышения уровня кальция в нейронах или из-за отсутствия способности к буфферизации кальция в этих нейронах.
Понимание роли alpha-synuclein iв физиологических или патологических процессах может подвиогнуть к разработке нового лечения болезни Паркинсона. Одной из возможностей является разработка лекарства, блокирующего кальций, напр., испольpetмого при болезнях сердца может обладать потенициалом против болежзни Паркинсона.