Исследования показали, что мутации в гене psen1 распространены при семейных формах болезни Альцгеймера, а белок пресенилин-1, который кодирует ген, как известно, участвует в расщеплении белка-предшественника амилоида. При болезни Альцгеймера белок-предшественник амилоида не расщепляется обычным образом, и белок накапливается в головном мозге, повреждая нейронные тракты и нейроны. До сих пор неизвестно, участвует ли ген psen1 в этиологии болезни Альцгеймера через другой механизм.
Исследовательская группа профессора Пертти Панула из Хельсинкского университета выяснила роль гена psen1 в развитии нейрональной гистаминовой системы и ее модуляции. Гистамин является одним из нейромедиаторов, которые необходимы для когнитивных функций, которые, в свою очередь, нарушаются при болезни Альцгеймера. Гистаминовая система изменяется во время прогрессирования болезни Альцгеймера.
В исследовании данио использовалась в качестве модельного организма. Быстро развивающаяся рыба данио подходит в качестве модельного организма, поскольку ее прозрачность позволяет исследователям изучать развитие и функции жизненно важных органов. Для изучения функции гена psen1 были созданы рыбки данио, которые не продуцировали функциональный белок пресенилин-1. Несмотря на то, что рыбам не хватало функционального пресенилина-1, они оставались жизнеспособными и развивались до зрелого возраста.
Отсутствие белка пресенилина-1 вызывало изменение поведения личинок рыбок данио, они не так, как нормальные рыбы, реагировали на быстрые изменения интенсивности света. "Основываясь на предыдущих исследованиях, мы знаем, что это изменение поведения связано с недостатком гистамина в головном мозге", Панула объясняет.
Во взрослом возрасте двигательное поведение мутантных рыбок данио отличалось от нормальных рыб: рыба плыла по краям доступной арены и избегала внутренней части. Предыдущие исследования этой группы показали, что это изменение поведения также связано с изменениями в гистаминовой системе.
Исследователи обнаружили, что личинки рыб, лишенные белка пресенилина-1, имели значительно меньше гистаминовых нейронов; во взрослом возрасте количество гистаминовых нейронов у этих рыб значительно увеличилось по сравнению с нормальными рыбами.
"Эти результаты показывают, что ген psen1 является центральным регулятором развития гистаминовых нейронов и что мутация может вызывать стойкие пожизненные изменения в нейрональной гистаминовой системе. Это очень интересная находка", Панула заявляет.
Остается один интересный вопрос: откуда в мозге взрослых рыбок данио возникают новые гистаминовые нейроны?. Являются ли они вновь дифференцированными стволовыми клетками или другие клетки становятся гистаминовыми нейронами?? Ответ неизвестен, но на основе этих результатов целесообразно выяснить роль белка пресенилина-1 в дифференцировке стволовых клеток также в головном мозге млекопитающих. "У млекопитающих стволовые клетки находятся в гипоталамусе, в той же области, где расположены гистаминовые нейроны у всех исследованных позвоночных", Панула комментарии.
Панула сочувствует, что опубликованное исследование не говорит о механизме болезни Альцгеймера у людей. Новые знания о функции гена psen1 и развитии гистаминовой системы головного мозга, полученные в результате исследования, – это шаг вперед к пониманию этиологии заболевания.
"Мы проводим фундаментальные исследования на молекулярном уровне, от которого далеко до лечения болезней человека. Этот тип исследования предоставляет результаты, на которых в конечном итоге основаны методы лечения", Панула говорит.
Журнал Neuroscience опубликовал исследование.