Immunprotein szerepet játszik az Alzheimer-kór patogenezisében • Vera Bashmakova • Tudományos hírek az "Elemekről" • Molekuláris biológia, Orvostudomány

Az immunprotein részt vesz az Alzheimer-kór patogenezisében.

Ábra. 1. A. A sejteket a PirB receptorral és a zöld fluoreszcens EGFP fehérjével (fokozott GFP) tartalmazó PirB-IRES-EGFP genetikai konstrukcióval transzfektáltuk (lásd: Transzfekció, valamint Molekuláris klónozás, vagy "Alien Genetic Material", "Elemek" . top vonal) vagy egy olyan konstrukció, amely csak EGFP-t tartalmaz (kontroll, alsó sorban). Ezután vagy az Aβ oligomereket (bal oszlop) vagy az Aβ (középső sáv) vagy egy "üres" kontrolloldat, amely semmilyen formában nem tartalmaz Aβ-t (Jármű, jobb oszlopban). Kiderült, hogy az Aβ oligomerek leginkább a PirB receptorhoz kötődnek, és a monomerek kötődése sokkal gyengébb. Pirosan béta-amiloid jelenlétében, zöld – transzfektált sejtek, kék – az összes sejt kernele, DAPI fluoreszcens festékkel festve.
B. Aβ oligomerek kötődése a PirB-t hiányzó mutáns kortikális neuronokban (PirB-/-) körülbelül kétszer kevesebb, mint a vad típusú neuronokban (WT). Ez azt jelenti, hogy ez a receptor nem könnyű általában képes kötődik a béta-amiloid oligomerjeihez, de hozzájárul nagyon jelentős az idegsejtekben való kötődéshez. A vízszintes tengely mentén – a hozzáadott β mennyisége, függőleges helyzetben – a sejtekhez kötött Aβ-oligomerek száma. ΔPirB a mutáns sejtek és vad típusú sejtek kötődésének különbsége, a disszociációs konstansból számítva.
C. A béta-amiloid oligomerjei jól kötődnek az egér PirB receptorhoz és szorosan kapcsolódó szerkezeti analógjai, a PirA1 és PirA4 egér receptorok és a patkány PirB szinte figyelmen kívül hagyják, jelezve az ilyen kötés nagy szelektivitását. Függőleges tengely – a béta-amiloid oligomerek kötődése.
Kép a cikkből a vita sorántudomány

Gyakran előfordul, hogy egy jól ismert funkciójú fehérje teljesen független a fenti funkcióktól, és váratlan aktivitást mutat. Például néhány évvel ezelőtt kiderült, hogy az immunrendszer sok fehérje széles körben expresszálódik az idegrendszerben. Ezeknek a fehérjéknek a rendkívüli "érzékenysége", a legbizarrabb ligandumok felismerésének képessége hasznos lehet az idegrendszerben, például ahhoz, hogy finoman reagáljanak a legkisebb változásokra a neuronok aktivitásában, alkalmazkodjanak hozzájuk és különböző változásokat idézzenek elő ebben a neuronban.Nemrégiben kiderült, hogy az egyik egér immunprotein PirB és annak az emberi idegrendszerben expresszált LilrB2 analóg analógja meglehetősen pártatlan kérdésben szerepet játszik: ezek a béta-amiloid oligomerek receptorai, amelyek fontos és szomorú szerepet töltenek be az Alzheimer-kór patogenezisében.

A Beta amyloid Aβ (Beta amyloid) egy olyan peptid, amelyet elsősorban az Alzheimer-kór patogenezisében való részvételre ismerünk. A betegség kialakulásában nem teljesen ismert okok miatt az Aβ molekulák elkezdenek felhalmozódni az idegrendszerben, összeragadnak és oldhatatlan plakkokat képeznek, aminek következtében az idegrendszer összes munkája megromlik.

Egészen a közelmúltig azt hitték, hogy oldhatatlan amiloid plakkok, amelyek patogén, míg az oldható Aβ ártalmatlan és ártatlan. Néhány évvel ezelőtt azonban megállapították, hogy az oldható béta-amiloid oligomerek is veszélyt jelentenek. Ezek az oligomerek befolyásolják a szinaptikus plaszticitást – a szinapszis képessége bizonyos körülmények között megváltoztathatja erejét (lásd: GM Shankar és munkatársai, 2009. Amyloid β-Protein Synoptic Plastic and Memory Direct Memory, M. Sheng, BL Sabatini, TC Südhof, 2012. Synapses és Alzheimer-kór). És mivel a plaszticitás olyan fontos jelenségekre támaszkodik, mint a tanulás és a memória,Ez a hatás katasztrofális lehet mind a magának és a tanulásnak, mind az idegrendszer működésének egészére nézve. nagyésAz Alzheimer-kórban fellépő kognitív károsodás része, amely az Aβ-oligomerek káros aktivitásához kapcsolható.

Hogyan működnek ezek a "rablók" kapcsolatok? Melyek a molekuláris mechanizmusaik, milyen reakciók kaszkádokat okoznak? Eddig két receptort ismertek Aβ-oligomereknél, és az ezekhez a receptorokhoz kapcsolódó kaszkádok többé-kevésbé tanulmányoztak. Nyilvánvaló azonban, hogy ezen két receptor mellett az Aβ-oligomerek valami mást is játszanak, elmosódhatatlanok és titokzatosak. Például azt találták, hogy az oligomerek által okozott jelátviteli utak befolyásolják a cofilin protein és a PP2A, PP2B és PP3 foszfatázok (más néven kalcineurin, kalcineurin) működésével kapcsolatos reakciókaszkádokat. Ez a szinapszisok, szinaptikus hiányosságok és más káros hatások kialakulásához szükséges dendrites tüskék számának csökkenéséhez vezet. Ezek a jelátviteli utak és milyen receptorokkal társulnak, továbbra is rejtély marad.

Néhány évvel ezelőtt azonban megjelent a munka, amely azt jelezte, hogy az immunrendszer fehérjéi az idegrendszerben expresszálódnak.Az idegrendszerben található fehérjék elfoglalása nem mindig volt egyértelmű, de bizonyították, hogy néhányan komolyan hozzájárulnak a nagyon szinaptikus plaszticitás kialakulásához. Ezen immunproteinek egyike, a PirB nevű egér receptor bizonyos egérmodellekben kapott közvetett adatok alapján jól illeszkedett a kívánt receptor béta-amiloid oligomerek szerepéhez.

Ezért Carla J. Shatz által vezetett amerikai kutatók csoportja úgy döntött, hogy ellenőrizni fogja, van-e kapcsolat a béta-amiloid oligomerek, a PirB fehérje és a szinaptikus plaszticitás elvesztése között. Először a tudósok meg voltak győződve arról, hogy az Aβ oligomerek általában kötődnek a PirB-hez. Kiderült, hogy kapcsolatba kell lépnie, továbbá: szilárdan, szelektíven és nagy léptékben (1.

A PirB azonban egérprotein. Az Alzheimer-kóros egérmodellben, egér sejtvonalakban, kiváló eredményeket mutat. De mivel a betegséget nem egereken, hanem embernél fogjuk kezelni, közelebbről meg kell vizsgálnunk a fehérje humán homológját, vagy inkább az öt tagból álló LilrB1-LilrB5 homológok egész családját. Annak megállapítására, hogy az emberi LilrB-ek közül melyik felel meg az egér PirB-nek (és ha legalábbis ezek egy része megfelel), a kutatók kísérletsorozatokon keresztül vezetettek a család legalkalmasabb fehérjéért ebben a szerepben.Az eredmény egyértelmű: csak a fehérjék közül egy LilrB2 kötődik a béta-amiloid oligomerekhez.

Ábra. 2. A LilrB család három tagjából és hasonló struktúrájú Kir-proteinnel csak a LilrB2 megfelelően kötődik a béta-amiloid oligomerekhez. Függőleges tengely – oligomerekhez való kötődés (önkényes egységekben). Kép a cikkből a vita során tudomány

Mint a legtöbb fehérje, a LilrB2 és a PirB több doménből áll. Valószínűleg nem mindegyik domén, de csak néhány részt vesz a béta-amiloid oligomerek felismerésében. Az elismerési területek meghatározásához a kutatók egy sor kísérletet végeztek mutáns fehérjékkel, amelyek mindegyike eltávolított néhány domént. Kiderült, hogy csak az első két domén, D1 és D2 (3. ábra), kritikusan fontosak az Aβ oligomerekhez való kötődéshez, míg a többiek nem kapcsolódnak az oligomerhez való kötődéshez, és nyilvánvalóan más funkciókat is ellátnak ebben a fehérjében.

Ábra. 3. A PirB és LilrB2 fehérjék két első doménje kulcsfontosságú az Aβ oligomerekhez való kötődés szempontjából. Azok a mutáns fehérjék, amelyek nem tartalmazzák ezeket a doméneket, nem képesek megfelelően kötődni az oligomerekhez. A D1-D6 fehérje domének, a hIgG-Fc egy "üres" az immunproteinek egyikén alapul, amelyhez a vizsgált fehérjék doménjeit varratolták a kísérlet egyszerűsítésére. A függőleges tengelyen az alsó grafikonon – oligomerekhez való kötődés (önkényes egységekben). Kép a cikkből a vita során tudomány

A kötés nagyszerű, de önmagában nem mond semmit: két olyan anyag, melyet egy kémcsőben erősen összekevernek, talán nem lehet semmi köze egymáshoz egy élő szervezetben. A kutatók úgy döntöttek, hogy tesztelik e fehérjék és oligomerek kapcsolatát a valósághoz közeli körülmények között. Ehhez az Alzheimer-kóros egér modellt – APP / PS1 egereket (ebben a vizsgálatban, ezeket az egereket egyszerűen Tg-transzgenikusnak neveztük el) -, PirB fehérjével nem rendelkező egerekben. Kétféle leszármazottam volt: alzheimerniás egér, vagy hiányzik a PirB fehérje, vagy birtokolja őket. Az PirB egereknél az Alzheimer-kórra jellemző memóriazavar és objektumfelismerés mutatkozott, míg a PirB nélküli egereknek nem voltak hasonló problémái (4. Ez azt jelentette, hogy (legalábbis az egér modellben) az Alzheimer-kór kialakulásában fontosak az Aβ-oligomerek által a PirB receptoron keresztül termelt molekuláris kaszkádok.

Ábra. 4. A PirB fehérjét nem tartalmazó kilenc hónapos alzheimer egerek emlékeznek a jobb ismerős tárgyakra és helyükre, mint az azonos korú alzheimer egereknél, akiknek van ilyen fehérje.Az egerek két objektummal rendelkeztek – egy ismerős és egy új – és megfigyelték, hogy az egér hány százaléka (az 10 perces intervallumtól)bal chart). Egy másik kísérletben egy ismerős tárgyat áthelyeztek egy új helyre, a második pedig a régire maradt, és megvizsgálta, hogy az egér hány százalékát tölti az eltolódott objektum tanulmányozása, és milyen százalékban töltötte az ugyanazon a helyen maradt objektum tanulmányozását (jobb oldali grafikon). Az eredmények azt mutatják, hogy az egér modellben legalábbis a PirB fehérje befolyásolja az Alzheimer-kór hatását a károsodott memóriához és a kognitív funkcióhoz. Kép a cikkből a vita során tudomány

Mik ezek a kaszkádok? A kutatóknak azt gyanították, hogy ezek a leginkább titokzatos kaszkádok, amelyek a fehérje cofilinhez kapcsolódnak (amely aktin mikrofilamentumok szétválasztásával foglalkozik, ezáltal megzavarja a szinaptikus rendellenességekhez vezető dendrites gerincek kialakulását), valamint a PP2A, PP2B és PP3 foszfatázokat. Számos kísérlet során a tudósok bizonyítani tudták feltételezésüket.

Vagyis a helyzet megközelítőleg a következő. A béta-amiloid oligomereknek számos receptora van, de az egyik legfontosabb PirB (egérben) vagy LilrB2 (emberben) hasonló.Az oligomerekkel való érintkezés révén ez a receptor egy sor kaszkádot vált ki, amelyek befolyásolják a kofilin és a foszfatáz fehérjét, aminek következtében egy neuron szinapszis képessége és általában megfelelő választ ad a körülötte lévő eseményekre. Ennek a képességnek a csökkenése az egész idegrendszer méreténél az Alzheimer-kór károsodott memóriájához és kognitív funkcióihoz és más "varázsaihoz" vezet.

Az eddigi legfontosabb eredményeket egerekben szerezték be, de valószínűleg ugyanazok a folyamatok fordulnak elő az emberekben. Természetesen ez csak egy része az Alzheimer-kór patogenezisének, és ezeknek a fehérjéknek a munkája mellett számos egyéb, a betegség kialakulásához vezető esemény is van.

Természetesen a leginkább csábító módja az, hogy kikapcsolja, blokkolja és eltávolítja az egész undorító receptet. Azonban egy ilyen frontális támadás valószínűleg nem vezet semmi jóhoz. Az immunrendszer fontos fehérjéi, a PirB és a LilrB2 a rosszindulatú programok mellett számos hasznos funkciót is végeznek, és ki kell választania egy módszert, amely kizárja az ilyen fehérjék "rossz" aktivitását, így a "helyes" sértetlen marad. A fehérjék Aβ-oligomerekhez való kötődéséért felelős domének azonosítása lehetőséget teremt a probléma megoldására.

Forrás: Taeho Kim, George S. Vidal, Maja Djurisic és mtsai.Humán LilrB2 egy β-amiloid receptor és annak murine homológja PirB szabályozza a szinaptikus plaszticitást Science. V. 341. P. 1399-1404.

Vera Bashmakova


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: