Отговорен за Алцхаймер протеин регулира ученето и социалното поведение в здравия мозък
Известно е, че протеинът АРР играе важна роля при появата на Алцхаймер. Каква обаче е неговата роля в здравия мозък бе неизвестно до скоро. Международен екип от изследователи под ръководството на профорът по молекулярна биология Улрике Мюлер (Ulrike Müller) от университета в Хайделберг доби нови познания за физиологичното значение на АРР като наблюдава модели с мишки, при които протеинът липсва. Учените са успели да установят, че липсата на АРР по време на развитието на мозъка води до малоформации, които са важни за ученето и формирането на паметта. В резултат при тези мишки са се забелязали масивни нарушения и аутизъм-подобно поведение.
Какво представлява болестта на Алцхаймер?
Болестта на Алцхаймер се предизвиква от натрупването на неразтворими протеинови компоненти в мозъка, които в средата с нервните клетки образуват плаки. Основна част на тези плаки са β-амилоидни пептиди (Aβ пептиди), които се образуват чрез отцепване от Амилоид-прекурсор протеина (АРР). Aβ пептидите вредят на нервните клетки и в крайна сметка предизвикват тяхната смърт. Докато това нерворазрушаващо действие на Aβ пептидите е известно от години, до мемента се е знаело много малко за физиологичните функции на АРР. Според учените си заслужава това непатологично приближаване да бъде изследвано, тъй като само АРР и други два тясно свързани протеина биват произвеждани от почти всички клетки на мозъка – особено в регионите, отговорни за ученето и образуването на пемтта.
Как влияе АРР на нервната система?
За да проучат какво влияние върху развитието и функциите на нервната система има семейството на АРР, изследователският екип на проф. Мюлер използва опити с животни. Изследвани са генетично модифицирани мишки, при които производството на протеините от семейството на АРР било преустановено. Точното изследване на техните мозъци показва, че загубата на АРР по време на развитието на мозъка води до малоформации в слоестите структури на хипокампуса – регион от мозъка, който има централна роля при образуването на паметта. „Имахме възможността да наблюдаваме, че поради липсата на АРР връзката между клетките се разрушава и броят на синаптичните контактни места намалява. Загубата на АРР води също така до много силна загуба на комуникация между нервните клетки, представянето на животните в поведенческите тестове за изследване на способността за учене очевидно бе нарушено“, казва проф. Улрике Мюлер, ръководилка на отдела за Функционална геномика в Института по фармация и молекулярни биотехнологии към университета в Хайделберг.
За изследователите било изненадвщо това, че смущенията при развитието на мозъка върви ръка за ръка с появата на аутизъм-подобни промени в поведението. Мишките показали характерни повтарящи се движения и не се интересували от взаимоотношения с техните родственици. „Резултатите от нашето изследване предполагат, че АРР семейството има решаваща роля при развитието на нервната система, способностите за учене, изграждането на паметта и социалните взаимоотношения. Проучването има потенциала да положи основата за развитието на нова терапия за лечението на Алцхаймер в бъдеще“, казва проф. Мюлер.
Партньори и финансиране
В допълнение към учените от Хайделберг, в международното проучване, финансирано от Германската изследователска фондация, участие са взели и изследователи от Техническия университет в Брауншвайг, Университета в Майнц и Университета в Цюрих (Швейцария). Резултатите са публикувани в списание „The EMBO Journal“.
Статията е превод на Alzheimerprotein APP reguliert Lernen und Sozialverhalten im gesunden Gehirn – Universität Heidelberg (uni-heidelberg.de)
Повече по темата можете да прочетете на https://doi.org/10.15252/embj.2020107471 (V. Steubler, S. Klein, M. Back, S. Ludewig, D. Fässler, M. Richter, K. Han, L. Slomianka, I. Amrein, J. von Engelhardt, D. P. Wolfer, M. Korte, U. C. Müller: Loss of all three APP family members during development impairs synaptic function and plasticity, disrupts learning and causes an autism-like phenotype)
