06:00 
Ученые из Johns Hopkins Medicine говорят, что результаты нового исследования, финансируемого Национальным институтом здравоохранения, продвигают усилия по использованию новой мишени для болезни Альцгеймера: белка, который производит важный газ в мозгу.
Эксперименты, проведенные на генно-инженерных мышах, подтверждают, что белок, цистатионин-?-лиаза, или CSE, обычно известный тем, что производит сероводород, ответственный за заболевание. Запах тухлых яиц имеет решающее значение для формирования памяти, говорит Бинду Пол, магистр наук, доктор философии, доцент кафедры фармакологии, психиатрии и нейробиологии Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса, возглавлявший исследование.
Новое исследование, опубликованное 26 декабря в Proceedings of the National Academy of Sciences, было призвано лучше понять основную биологию белка и его ценность в качестве новой мишени для лекарств, которые усиливают экспрессию CSE у людей, помогая поддерживать здоровье клеток головного мозга и замедляя нейродегенеративные заболевания.
Предыдущие исследования указывали на сероводород как защитник нейронов у мышей, - говорит Пол. Но поскольку газ токсичен в высоких дозах и, следовательно, небезопасен для прямого использования в мозге, исследователи должны работать над тем, чтобы лучше понять, как безопасно поддерживать уровни этого газа на бесконечно малых уровнях, присутствующих в нейронах, говорят ученые.
Новая работа показывает, что мыши, генетически модифицированные без фермента CSE, испытывают потерю памяти и способности к обучению, а также демонстрируют повышенный окислительный стресс, повреждение ДНК и нарушение целостности гематоэнцефалического барьера - отличительные черты болезни Альцгеймера, говорит Пол, соответствующий автор статьи. автор.
Эти недавние эксперименты стали результатом отчета 2014 года лаборатории Соломона Снайдера, доктора медицинских наук, доктора наук, доктора философии, почетного профессора нейробиологии, фармакологии и психиатрии, в котором было показано, что CSE улучшает здоровье мозга у мышей с болезнью Хантингтона. Для этого ученые использовали генно-инженерных мышей, у которых отсутствует белок CSE, первоначально созданный в 2008 году, когда было показано, что CSE важен для сосудистой функции и регуляции артериального давления. В 2021 году команда показала, что CSE дает сбой у мышей с болезнью Альцгеймера и что незначительные дозы инъекций сероводорода помогают защитить здоровье мозга.
Однако эти предыдущие исследования были проведены на мышах, генетически модифицированных с другими мутациями, которые, как известно, вызывают нейродегенеративные заболевания, и не были сосредоточены на CSE как таковом.
«Эта самая последняя работа показывает, что CSE сам по себе является основным игроком в когнитивных функциях и может обеспечить новый путь к лечению болезни Альцгеймера», — говорит соавтор Снайдер, ушедший на пенсию с медицинского факультета Джонса Хопкинса в 2023 году.
Используя ту же линию мышей с отсутствием CSE из исследования 2008 года, в этом недавнем исследовании ученые сравнили пространственную память (способность запоминать направления и следовать подсказкам) у мышей с отсутствием CSE и у нормальных мышей.
В экспериментах ученые поместили мышей на платформу, известную как лабиринт Барнса, в которой мыши научились искать убежище при появлении яркого света. В возрасте двух месяцев как мыши без CSE, так и нормальные мыши избегали яркого света и постоянно находили убежище в течение трех минут. Однако в возрасте шести месяцев мыши, лишенные CSE, не смогли найти путь к спасению, в то время как нормальные шестимесячные мыши продолжали это делать.
«Снижение пространственной памяти указывает на прогрессирующее начало нейродегенеративного заболевания, которое мы можем объяснить потерей CSE», — говорит первый автор Суварна Чакраборти, исследователь из лаборатории Пола.
Нарушения в формировании новых нейронов в области гиппокампа мозга (критически важной для обучения и памяти) считаются признаком нейродегенеративного заболевания, говорят ученые. Используя биохимические и аналитические методы, исследователи определили, что белки, связанные с нейрогенезом, экспрессируются реже или вообще не экспрессируются у мышей с отсутствием CSE по сравнению с нормальными мышами.
Затем, используя мощные электронные микроскопы, ученые наблюдали за мозгом мышей с отсутствием CSE и обнаружили большие разрывы кровеносных сосудов, что указывает на повреждение гематоэнцефалического барьера — еще один симптом, наблюдаемый у людей с болезнью Альцгеймера. Кроме того, новым нейронам было трудно мигрировать в область гиппокампа, где они обычно помогали формировать новые воспоминания.
"Мыши, лишенные CSE, были нарушены на нескольких уровнях, что коррелировало с симптомами, которые мы наблюдаем при болезни Альцгеймера", - говорит соавтор Сунил Джамуна Трипати, исследователь из лаборатории Пола.
Более 6 миллионов человек в Соединенных Штатах страдают болезнью Альцгеймера. По данным Центров по контролю и профилактике заболеваний США, распространенность этого заболевания растет. На сегодняшний день не существует лекарств или методов лечения, которые, как было бы доказано, последовательно замедляли прогрессирование заболевания. Ученые говорят, что использование CSE и производство сероводорода с его помощью может стать путем к терапевтическому эффекту.
