Потенциальная роль двух белков в революционной терапии шизофрении

к Тацуя Накамура
5 Комментарии
Neurodegenerative Diseases

Недавние исследования показали, что взаимодействие между двумя нейронными белками, MAP6 и Kv3.1, играет решающую роль в регуляции памяти, движения и тревожного поведения на мышиных моделях. Эти результаты могут стать ключом к разработке новых терапевтических подходов к шизофрении. Отсутствие взаимодействия между этими белками связано с неблагоприятными поведенческими проявлениями, что указывает на их решающую роль в участках мозга, регулирующих такое поведение. Исследование указывает на возможность использования этих белковых взаимодействий в качестве средства лечения шизофрении.

Исследование на мышах выявило важные элементы, влияющие на движение и память.

Значительный прорыв ученых выявил прямое физическое взаимодействие между двумя нейронными белками, которое, как было продемонстрировано на мышах, влияет на движение, тревогу и регуляцию памяти. Исследователи предполагают, что это открытие открывает двери для передовых вариантов лечения шизофрении.

Исследовательская группа впервые пришла к пониманию того, что эти белки, среди многочисленных белков, связанных с предрасположенностью к шизофрении, нормально взаимодействуют в различных областях мозга, что является критическим фактором для поддержания стандартного движения, функции памяти и контроля тревоги у мышей.

Исследователи заметили, что нарушение этого взаимодействия приводит к ухудшению поведения, о чем у мышей свидетельствует увеличение гиперактивности, снижение способности избегать опасности и ухудшение памяти. Хотя бред и галлюцинации являются основными симптомами шизофрении, расстройство также включает в себя и другие симптомы, такие как трудности с движением и памятью.

«Связь между этими двумя, казалось бы, неродственными белками и эффект их взаимодействия ранее был неизвестен», — заявил Чэнь Гу, ведущий автор и доцент кафедры биологической химии и фармакологии Медицинского колледжа Университета штата Огайо.

«Более 100 генов идентифицированы как факторы риска шизофрении, однако реальные механизмы, лежащие в основе этих рисков, остаются неясными», — отметил Гу. «Мы надеемся, что более глубокое понимание этого механизма может в конечном итоге способствовать разработке новых методов лечения, которые могут положительно повлиять на пациентов с шизофренией».

Исследование было недавно опубликовано в журнале Molecular Psychiatry.

Изучение белковых взаимодействий и функций

Предыдущие посмертные исследования, которые выявили гены риска шизофрении, были основаны на наблюдаемых нарушениях белков в образцах тканей головного мозга. Сюда входит MAP6, известный своей ролью в структуре нейронов, в частности микротрубочек, и Kv3.1, который регулирует частоту электрических сигналов нейронов.

Лаборатория Гу, которая уже давно изучает Kv3.1, особенно на мышах, генетически модифицированных для отсутствия этого гена, начала исследование связи между Kv3.1 и MAP6. Ди Ма, аспирант лаборатории, обнаружил, что мыши с дефицитом обоих белковых генов демонстрируют схожие поведенческие изменения.

«Это побудило нас более внимательно изучить их взаимосвязь», — сказал Гу.

В своем последнем исследовании Ма и его коллеги углубились в то, как взаимодействие между этими белками влияет на поведение, нарушая их связывание в определенных областях мозга мышей: гиппокампе, связанном с обучением и памятью, и миндалевидном теле, где происходит эмоциональная обработка.

Команда обнаружила, что вмешательство во взаимодействие белков в миндалевидном теле приводит к снижению избегания рисков, о чем свидетельствует отсутствие у мышей страха высоты. Блокирование их связывания в гиппокампе приводило к повышению уровня активности и ухудшению распознавания знакомых объектов. Хотя эти поведенческие изменения отличаются от тех, которые наблюдаются у мышей, у которых полностью отсутствует один или оба гена, эти результаты дают важное представление о том, в каких областях мозга взаимодействие белков больше всего влияет на поведение.

«Ежедневными физиологическими функциями управляют отдельные области мозга», — объяснил Гу. «Наше исследование знаменует собой прогресс в понимании, потому что до сих пор мы знали только о мышах с глобальным нокаутом генов, демонстрирующих эти поведенческие изменения, но мы не знали, какая конкретная область мозга за это отвечает».

Дальнейшие исследования и последствия

Лаборатория Гу намерена исследовать потенциальные связи между социальным поведением мышей и функционированием этих белков в префронтальной коре головного мозга, имеющих решающее значение для принятия решений и планирования.

В ходе серии экспериментов по биохимии и клеточной биологии исследователи также определили механику того, как эти белки связываются и как это взаимодействие влияет на их распределение внутри нейронов. Результаты показывают, что MAP6 поддерживает положение канала Kv3.1 в определенном типе нейронов, способствуя регуляции согласованности сигналов мозга. И наоборот, снижение экспрессии MAP6 значительно снижает уровни Kv3.1 в этих нейронах.

Эти совместные открытия позволяют предположить, что неправильное связывание этих белков может привести к недостаточности Kv3.1 для поддержания регуляции сигналов интернейронов, что приведет к нервному дисбалансу между торможением и возбуждением в пораженных областях мозга – и, как следствие, к неблагоприятным поведенческим симптомам. Эти интернейроны, способные генерировать высокочастотные нервные импульсы, считаются стратегическим центром лечения шизофрении.

«Наше исследование не только устанавливает связь между дисфункцией MAP6 и дисбалансом сигналов межнейронов, но также выявляет взаимодействие белков, которые влияют друг на друга, открывая потенциальные новые пути для терапевтических стратегий», — заявил Гу.

Цитата: Ди Ма и др., «Взаимодействие цитоскелета и мембраны, сохранившееся в быстродействующих нейронах, контролирует движение, эмоции и память», Молекулярная психиатрия, 13 октября 2023 г.
DOI: 10.1038/s41380-023-02286-7

Это исследование получило финансирование от Национальных институтов здравоохранения.

В исследовании также приняли участие Чао Сун, Рахул Манн, Тяньци Го, Джошуа Барри, Томас Маглиери и Хоучжи Ли из штата Огайо, а также Кристоф Боск и Анни Андрие из Института нейронаук Гренобля во Франции.

Часто задаваемые вопросы (FAQ) о ключевом слове fokus: белки для лечения шизофрении

Каково значение взаимодействия белков MAP6 и Kv3.1 при лечении шизофрении?

Взаимодействие между белками MAP6 и Kv3.1 важно, поскольку оно влияет на важные функции мозга, такие как память, движение и регуляция тревоги. Нарушение взаимодействия между этими белками у мышей связано с поведением, сходным с симптомами шизофрении. Понимание этого взаимодействия открывает новые возможности для стратегий лечения, нацеленных на эти белки для решения проблемы.

Как исследование связало взаимодействие белков с симптомами шизофрении?

Исследование связало взаимодействие между белками MAP6 и Kv3.1 с симптомами шизофрении, наблюдая за эффектами нарушения взаимодействия у мышей. У мышей, у которых отсутствуют гены этих белков, наблюдалась повышенная гиперактивность, снижение избегания риска и нарушение памяти, что связано с поведением, связанным с шизофренией. Это говорит о том, что правильное взаимодействие между этими белками имеет решающее значение для нормального поведения, а его нарушение может привести к симптомам, подобным шизофрении.

Какова роль белков MAP6 и Kv3.1 в мозге?

MAP6 играет роль в поддержании цитоскелета нейрона, особенно микротрубочек, а Kv3.1 участвует в контроле максимальной частоты передачи электрических сигналов нейронами. Оба белка необходимы для нормальной функции и стабильности нейронов, что включает в себя регуляцию движения, обучения, памяти и эмоциональных реакций.

Что исследование говорит о потенциальных методах лечения шизофрении?

Исследование предполагает, что нацеливание на взаимодействие между белками MAP6 и Kv3.1 может быть потенциальной стратегией лечения шизофрении. Понимая, как эти белки работают вместе и влияют на поведение, ученые могут разработать методы лечения, которые восстанавливают их нормальную функцию, потенциально устраняя как когнитивные, так и поведенческие симптомы, связанные с шизофренией.

Какие будущие исследования планируются после этих результатов?

После этих результатов следующим шагом в исследованиях будет изучение связей между социальным поведением мышей и функциями этих белков в префронтальной коре, что важно для принятия решений и планирования. Это еще больше прояснит роль этих белков в функциях мозга, которые обычно поражаются при шизофрении.

Как это исследование может повлиять на понимание шизофрении?

Это исследование может существенно повлиять на понимание шизофрении, выяснив биологические механизмы, которые способствуют ее симптомам. Поскольку более 100 генов идентифицированы как факторы риска шизофрении, понимание конкретных путей и взаимодействий между белками, такими как MAP6 и Kv3.1, может привести к более целенаправленному и эффективному лечению.

Подробнее о ключевом слове fokus: белки для лечения шизофрении

Вам также может понравиться

5 Комментарии

Элиза Смит 1ТП2Т - 1ТП3Т

это настолько революционное открытие, что заставляет задуматься, какие еще методы лечения мы могли упустить только потому, что мы еще не связали точки между белками и болезнями

Отвечать
Сэм Р. 1ТП2Т - 1ТП3Т

Удивительно думать, как два маленьких белка, взаимодействующих в мозгу, могут оказывать такое большое влияние на поведение, такое как память и движение. Это показывает, насколько на самом деле сложен наш мозг.

Отвечать
Джонатан К. 1ТП2Т - 1ТП3Т

Я прочитал исследование, опубликованное в «Молекулярной психиатрии», и оно довольно запутанное. Должно быть, исследователям пришлось потрудиться, чтобы составить карту взаимодействий в мозгу таким образом.

Отвечать
Марк Джефферсон 1ТП2Т - 1ТП3Т

Я нашел статью о взаимодействиях белков действительно познавательной, но был раздел, который показался мне немного сложным, особенно когда объяснение части электрических сигналов могло бы использовать более простое объяснение для нас, не ученых, ха-ха.

Отвечать
Алиса Уандерс 1ТП2Т - 1ТП3Т

Мне любопытно, как они планируют применить эти результаты на мышах к лечению шизофрении у людей, обычно это большой скачок, не так ли?

Отвечать

Оставить комментарий

* Используя эту форму, вы соглашаетесь с хранением и обработкой ваших данных на этом сайте.

1ТП1Т — веб-ресурс, посвященный предоставлению актуальной информации о быстро меняющемся мире науки и технологий. Наша миссия — сделать науку и технологии доступными для всех через нашу платформу, объединяя экспертов, новаторов и ученых, чтобы поделиться своими знаниями и опытом.

Подписаться

Подпишитесь на мою рассылку, чтобы получать новые сообщения в блоге, советы и новые фотографии. Давайте оставаться в курсе!

© 2023 1ТП1Т

ru_RUРусский