Найден механизм защиты нейронов от гибели

Активированные нервные клетки вырабатывают белок, защищающий их от гибели. Профессор доктор Хилмар Бадинг (Hilmar Bading) и его исследовательская группа в Междисциплинарном Центре Нейронаук при Университете Хайдельберга (Heidelberg University's Interdisciplinary Center for Neurosciences, Германия ) установила механизм этого эффекта и выявила основного «игрока». «Мы уже знаем, что активность головного мозга стимулирует нейропротекцию. Теперь мы раскрыли основной механизм этого процесса и ключевую молекулу, вырабатываемую организмом для нейропротекции», – говорит профессор Бадинг. Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.

Когда нервная клетка погибает в результате инсульта, болезни Альцгеймера или возрастных процессов, результатом ее гибели могут стать нарушения памяти. В предыдущих исследованиях профессора Бадинга было показано, что активность мозга противостоит гибели нервных клеток. Рецептор NMDA играет важную роль в этом процессе на молекулярном уровне. Рецептор этого типа представляет собой молекулу, которая активируется биохимическими нейромедиаторами. Благодаря нейронной активности рецептор NMDA вызывает попадание кальция в клетку. Кальциевый сигнал распространяется внутри клетки, достигая клеточного ядра и включая защитную генетическую программу. Группа профессора Бадинга выявила такую кальций-зависимую генетическую программу несколько лет назад. «Однако нам не было ясно, как это приводит к формированию защиты», – поясняет профессор Бадинг.

Теперь исследователи смогли объяснить это явление, исследуя рецептор NMDA. Если эти рецепторы не располагаются в нейронных контактах (синапсах), они не участвуют в защите клеток. Напротив, они сильно повреждают нервные клетки и вызывают их гибель. Результаты настоящего исследования показывают, что токсические экстрасинаптические (находящиеся вне синапсов) рецепторы NMDA подавляются активностью мозга. Исследовательская группа из Хайдельберка выявила белок активин А, активирующий этот процесс.

Активин А играет важную роль, например, в менструальном цикле и заживлении ран. Он вырабатывается нервной системой благодаря нейронной активности. Его синтез приводит к снижению внесинаптических рецепторов NMDA и формированию нейропротекции, полагает профессор Бадинг. Активин А также опосредует хорошо известные защитные свойства нейротрофического фактора мозгового происхождения (brain-derived neurotrophic factor, BDNF) – сигнальной молекулы, защищающей существующие нейроны и синапсы и способствующей развитию новых. «Таким образом, активин А рассматривается как критически важный активатор общего нейропротекторного механизма в головном мозге», – комментирует исследователь.

Результаты, полученные нейробиологами из Хайдельберга, открывают новые возможности для лечения дегенеративных заболеваний нервной системы. В своей работе ученые показали, что активин А у мышей мог значительно снизить повреждение головного мозга после инсульта. «Результаты нашего исследования также указывают на то, что активин А, вероятно, можно использовать для лечения болезни Альцгеймера или Хантингтона. Характерная дегенерация нервных клеток, ассоциированная с этими заболеваниями, вероятно, происходит в результате повышенной активности токсических несинаптических рецепторов NMDA», – говорит профессор Бандинг.

По материалам Heidelberg University

Оригинальная статья:
David Lau, C. Peter Bengtson, Bettina Buchthal, Hilmar Bading. BDNF Reduces Toxic Extrasynaptic NMDA Receptor Signaling via Synaptic NMDA Receptors and Nuclear-Calcium-Induced Transcription of inhba/Activin A. Cell Reports, 2015; DOI: 10.1016/j.celrep.2015.07.038