Протеинът Contactin-4 влияе на невроните при болестта на Алцхаймер

Изследователски екип от Медицинския факултет на Университета в Ексетър под ръководството на д-р Розмари Бамфорд хвърля светлина върху сложното взаимодействие между протеините и начина, по който те влияят върху невроните при разстройства на неврологичното развитие и болестта на Алцхаймер. По време на изследването учените откриват, че протеинът Contactin-4, кодиран от гена CNTN4, играе ключова роля при оформянето на невроните.

Проучването

Интересът на екипа е провокиран от факта, че генът CNTN4 има роля при аутизма, но функциите му все още не са разбрани в дълбочина. Затова учените търсят отговор на въпроса как точно генът функционира в мозъка и проучват взаимодействията му с протеините, които участват в невродегенеративните заболявания като болестта на Алцхаймер.

За целите на научната задача те изследват мишки, при които деактивират гена CNTN4 в мозъчната кора. Това е областта, отговорна за ключови функции като памет, логика, мислене. Наблюдавайки какво се случва изследователите откриват, че при това положение невроните се развиват по различен начин.

Следващата стъпка е свързана с проучвания въз основа на генетично модифицирани мовешки клетки. Това, което екипът установява, е взаимодействието между гените CNTN4 и APP. А генът APP е дълбоко свързан с болестта на Алцхаймер.

Разкрива се връзка, която е взаимозависима и е от съществено значение за развитието на мозъка и особено за здравословния растеж на невроните.

 >>>Две копия от специфичен ген може да са причина за болестта на Алцхаймер

Става ясно още, че CNTN4 насърчава удължаването на невроните в предната кора на мозъка, а освен това експресията му бива регулирана чрез връзка с APP.

Както подчертава ръководителката на проучването д-р Розмари Бамфорд: „Беше забележително да открием, че генът CNTN4, свързан с процесите на развитие, играе роля и в промяната на факторите, които са част от болестта на Алцхаймер. И точно пресичането на невродегенеративните и пътищата на развитие ни дава добра възможност за нови прозрения за тези протеини и значението им, което със сигурност вече излиза от коловоза на обичайното, което знаем за тях.“

Нарушенията в неврологичното развитие като разстройство от аутистичния спектър (ASD) са много силно смесени и нееднородни по отношение на генетиката, поведението и патологията. За разстройствата в аутистичния спектър са характерни нарушената социална комуникация, повтарящото се поведение и ограничените интересни, а в основата на клиничната диагноза на ASD стои преди всичко поведението. Към това обаче се добавя и набор от синдроми. Над 1000 са гените, които имат пряко отношение към ASD. Въпреки множеството изследвания все още учените не разбират напълно механизмите на свързване и начините на влияние.

>>>За аутизма – причини, заблуди и решения

„Адхезионната молекула на невронните клетки Contactin-4 от гена CNTN4 е генетично свързана с разстройство от аутистичния спектър и други психиатрични разстройства. Дефицитните модели на CNTN4 при мишки показаха, че той играе важна роля в насочването на аксона и синаптичната пластичност в хипокампуса. Въпреки това патогенезата и функционалната роля на CNTN4 в кората все още не са изследвани“, аргументират проучването си авторите в началото на статията с получените резултати, публикувана в Royal Society Open Biology.

Резултатите

Проучването показва, че дефицитът на CNTN4 има пряко отношение към дължината и сложността на дендритите. В същото време броят на шиповете и зрелостта се променят, а свръхекспресията на CNTN4 води до появата на по-дълги неврити в първичната култура.

Важен резултат е идентифицирането на APP като взаимодействащ партньор на CNTN4, както и това, че дефицитът на APP причинява анормална морфология на апикалния дендрит.

Мишките с дефицит на CNTN4 имат значително намалена кортикална дебелина в моторния кортекс М1 и променена дължина и сложност на дендрита в М1 неврони.

>>>Установиха развитие на Алцхаймер след лечение преди десетилетия

Научната група си поставя задача да продължи проучванията. Предстои допълнителен анализ на молекулярните механизми, тъй като те са в основата на взаимодействието между CNTN4 и APP, както и проучване за влиянието, което имат върху болестта на Алцхаймер и разстройствата в аутистичния спектър.

Вече е ясно, че в следващото проучване усилията ще бъдат насочени към изяснява на принципите на взаимодействие CNTN4 - APP. Разбирането му е от решаващо значение, защото е фундаментална стъпка напред към цялостното разбиране на неврологичните и невродегенеративните разстройства.