Новый молекулярный путь в развитии синдрома Дауна и других заболеваний ЦНС

Исследователи из Института биологических исследований Солка обнаружили молекулярный путь, который направляет стволовые клетки на производство глиальных клеток. Это открытие проливает свет на нейробиологию синдрома Дауна и ряда других заболеваний центральной нервной системы (ЦНС), для которых характерен избыток глии.

Результаты, опубликованные 13 марта в онлайн-издании Cell Death and Differentiation, показывают, что ключевой компонент этого пути — белок синаптоянин-1 — необходим для производства глии. Глиальные клетки действуют как «личные ассистенты» нейронов. Синдром Дауна, травма спинного мозга, болезнь Альцгеймера и инсульт связаны с избыточной выработкой глии. Понимание данного пути также может иметь значение для изучения глиобластомы — наиболее распространённой и злокачественной опухоли мозга.

Связь с синдромом Дауна

Синдром Дауна, возникающий из-за дополнительной копии хромосомы 21, является самой частой причиной умственной отсталости (1 случай на 800 рождений). В мозге пациентов наблюдается аномально большое количество глиальных клеток и, возможно, меньше нейронов. Используя масс-спектрометрию и стволовые клетки, команда под руководством Федерико Эрреры обнаружила, что уровень синаптоянина-1, кодируемого в хромосоме 21, значительно повышен как у пациентов, так и в мышиной модели болезни. Этот уровень сильно коррелирует с увеличением числа глиальных клеток.

«Учитывая необходимый баланс между количеством нейронов и глии в нормальном мозге, избыток глии может способствовать когнитивному дефициту, характерному для синдрома Дауна», — говорит Федерико Эррера.

Исследователи также выявили конкретную часть молекулы синаптоянина-1, ответственную за генерацию глии, что является критическим шагом для поиска лекарств, блокирующих избыточное размножение глиальных клеток.

Более широкие медицинские последствия

• Травма спинного мозга: Избыток глиальных клеток вокруг места травмы (глиальный рубец) может препятствовать регенерации нервов.
• Нейродегенеративные заболевания: Повышенное производство глии наблюдается при инсульте и болезни Альцгеймера и может способствовать повреждению мозга. Значительная часть пациентов с синдромом Дауна развивает болезнь Альцгеймера в молодом возрасте, и избыток глии может быть способствующим фактором.
• Глиобластома: Эта опухоль, как полагают, вызвана неправильным образованием глии из стволовых клеток мозга. В отличие от нормальной глии, которая proliferate только при повреждении, опухолевые клетки делятся спонтанно.

«В случае глиобластомы наши открытия можно было бы использовать для превращения опухолевых клеток в нормальную глию», — отмечает Эррера.

Профессор Дэвид Шуберт, руководитель лаборатории, подчёркивает: «Открытие этого молекулярного сигнального пути обещает полностью изменить наш взгляд на заболевания ЦНС, позволив разработать препараты, которые ингибируют пролиферацию глии и улучшают прогноз пациентов».

Источник: Salk Institute