Метилен көгү, тау жана амилоид: белокторду чыгаруу механизмдери эмне үчүн айырмаланат

Метилен көгү Альцгеймер оорусуна байланыштуу белокторго кандай таасир этет деп сурасаңыз, үч шарттуу жооптун ордуна бир ишенимдүү жооп угасыз. Пробиркада ал таунун өзүнө жабышуусуна тоскоол болот. Чычкандардын бир моделинде тауга тийбестен, эрүүчү амилоидди азайтат. Башка моделде болсо амилоидди алгач пайда кылган ферменттин активдүүлүгүн басаңдатат. Бул жыйынтыктардын ар бири чындыкка туура келет. Бирок эч бири толук көрүнүштү бербейт жана алардын баары бир эле жаныбарда бир убакта жүрбөйт. Бул макала бир тажрыйбанын жыйынтыгы башкасынын далили катары келтирилбеши үчүн ушул үч багытты ажыратат.

Метилен көгү клеткалардын ичинде кандай таасир этери жөнүндө кеңири түшүнүк алгысы келген окурмандар ошол макаладан башташы керек. Булардын кайсынысы бейтаптарга жардам бергенин билгиси келгендер Альцгеймер оорусу боюнча клиникалык изилдөөлөрдүн жыйынтыктарын окушу керек: адамдар катышкан сыноолордун натыйжалары ошол жерде каралат. Бул макала ал маалыматтарды кайталабайт.

Тау боюнча жыйынтык агрегация анализдерине тиешелүү

Бул үч багыттын эң алгачкысы нейрофибриллярдык түйүндөрдү түзгөн тау белогу боюнча клеткасыз изилдөөлөрдөн келип чыккан. Тау-тау байланышын талдоодо таунун фрагменттери жупташкан спиралдык жипчелерге биригет, ал эми фенотиазин боёктору, анын ичинде метилен көгү, төмөн микромолярдык концентрацияларда бул биригүүгө бөгөт коёт. Кийинки биохимиялык иштер муну химиялык жактан түшүндүргөн: боёк таудагы цистеин калдыктарын кычкылдантып, анын мономердик формасын турукташтырат жана башка шартта өсө турган фибриллдердин пайда болушун басаңдатат. Тау агрегациясын басаңдаткан концентрациялар болжол менен бир нече микромолярдан бир нече ондогон микромолярдын төмөнкү чегине чейин деп билдирилген. Бул диапазон кийинки талкуунун баары үчүн маанилүү.

Бул кандай билдирүү экенине көңүл буруңуз. Ал таунун өндүрүлүшү, тирүү мээдеги таунун фосфорлонуусу же таунун чыгарылышы жөнүндө эч нерсе айтпайт. Анда пробиркадагы аныкталган шарттарда кычкылданган боёк таунун бири-бирине катмарланып топтолушуна жол бербей турганы айтылат. Бул так, тар чөйрөгө тиешелүү жана пайдалуу жыйынтык. Көйгөй аны кеңейтип, метилен көгү тау патологиясын жок кылат деген жалпы билдирүүгө айландырганда башталат, анткени жаныбарлардан алынган маалыматтар бул версияны ырастабайт.

Протеасома боюнча жыйынтык 3xTg-AD чычкандарына тиешелүү жана амилоид менен таунун таасирлерин ажыраткан

Көрсөткүчтөрдүн айырмаланышын эң так көрсөткөн тажрыйба — Альцгеймерге байланыштуу үч мутацияны алып жүргөн чычкандардагы 16 жумалык азыктандыруу изилдөөсү. Жаныбарлар алты айлык курагынан тартып метилен көгү кошулган тоют жешкен, ал эми изилдөөчүлөр бир убакта үч нерсени өлчөшкөн: протеасоманы, амилоиддин деңгээлдерин жана тауну.

Протеасоманын көрсөткүчтөрү өзгөргөн. Химотрипсин сымал активдүүлүк болжол менен төрттөн бирине, трипсин сымал активдүүлүк болжол менен жарымына жогорулаган, ал эми үчүнчү каталитикалык активдүүлүк олуттуу өзгөргөн эмес. Эрүүчү амилоид-бета 40 менен 42нин ар бири болжол менен төрттөн бирине азайган. Авторлор муну өндүрүлүүнүн азайышы эмес, чыгарылыштын күчөшү деп чечмелешкен, анткени баштапкы белок жана анын иштетилишинен пайда болгон фрагменттер өзгөргөн эмес. Ошондой эле суу лабиринтиндеги текшерүү сыноосунда үйрөнүү жана эс тутум көрсөткүчтөрү жакшырган.

Андан кийин айырмачылыктар байкалган. Эрибеген амилоид өзгөргөн эмес. Бляшкаларды боёп аныктоонун көрсөткүчтөрү өзгөргөн эмес. Адамдын жалпы тау белогу жана треонин 181деги фосфо-тау өзгөргөн эмес, таунун туура эмес жайгашуусу да өзгөргөн эмес. Митохондриялык көрсөткүчтөр да өзгөргөн эмес: цитохром-c оксидазасынын активдүүлүгүнө, оксидаза белогуна же ATPге олуттуу таасир болгон эмес. Демек, бул моделде жана ушул режимде метилен көгү протеасоманын үч активдүүлүгүнүн экөөсүн жогорулатып, эрүүчү амилоидди азайтып, жүрүм-турум көрсөткүчүн оңолткон, бирок таунун көрсөткүчтөрүн, эрибеген амилоидди жана текшерилген митохондриялык көрсөткүчтөрдү өзгөртпөгөн.

Бир эскертүү бул ойду алсыратпай, тескерисинче тактайт. Бул чычкандарда текшерилген куракта тау агрегаттары али пайда боло элек болчу, ошондуктан тажрыйба метилен көгү тау түйүндөрүнө каршы таасир бербейт деп көрсөтө албайт. Ал өлчөнгөн тау көрсөткүчтөрү өзгөрбөй турганда эрүүчү амилоид азайышы мүмкүн экенин көрсөтөт. Бул темада дал ушундай — бир белок өзгөрүп, экинчиси өзгөрбөгөн — жыйынтыктар керек. Эгер сиз метилен көгүнүн протеасоманы активдештириши оорунун эки мүнөздүү белогун тең бирге чыгарат деп ойлосоңуз, бул изилдөө ошол түшүнүктү оңдойт.

Амилоиддин пайда болушу боюнча жыйынтык улгайган PSAPP чычкандарына тиешелүү жана мурунку механизмге каршы келет

Башка топ, башка модель жана баштапкы этап боюнча карама-каршы түшүндүрмө. 15 айлык PSAPP чычкандарында зонд аркылуу берүү жүргүзүлгөн үч айлык изилдөөдө күн сайын ооз аркылуу берилген 3 mg/kg доза мээнин ар башка аймактарындагы бляшкалардын көлөмүн болжол менен үчтөн биринен жарымына чейин азайтып, амилоиддин бир нече фракциясын, анын ичинде атайын анализ менен өлчөнгөн олигомерлерди төмөндөткөн. Бирок бул жерде сунушталган механизм чыгарылыштын тездеши эмес, өндүрүлүүнүн азайышы болгон: мээдеги BACE1 белогу азайган, анын продуктусу C99 азайган, ал эми маалыматтык РНК өзгөргөн эмес. Бул ген экспрессиясынын азайышын эмес, белок деңгээлиндеги таасирди көрсөтөт.

Клеткалардагы иштер бул түшүндүрмөнү бекемдеген. Рекомбинанттык фермент колдонулган клеткасыз анализде метилен көгү BACE1ди түздөн-түз басаңдаткан. Ал эми адамдын амилоиддин баштапкы белогун экспрессиялаган хомяктын энелик без клеткаларында бөлүнүп чыккан амилоид 40 менен 42 1.56 микромоляр сыяктуу төмөн концентрацияларда эле азайган, бирок баштапкы белоктун өзү өзгөргөн эмес. Муну мурунку изилдөө менен салыштырыңыз: анда баштапкы белоктун иштетилишинен пайда болгон фрагменттер өзгөргөн эмес жана натыйжа чыгарылыштын күчөшүнө байланыштырылган. Бул эки жыйынтык бир эле универсалдуу механизмди сүрөттөй албайт, анткени моделдер, курактар, дозалар, берүү жолдору жана узактыктар айырмаланат. Негизги ой ушунда. Метилен көгүнүн амилоидге тийгизген таасири бир шартта өндүрүлүү аркылуу, башка шартта чыгарылыш аркылуу жүрөт. Алардын кайсынысын болбосун тажрыйбанын шарттарын айтпай келтирүү жаңылыш түшүнүк жаратат.

Бир химиялык процесс, бир нече бута: цистеиндин кычкылдануусу аркылуу байланыш

Үчүнчү изилдөө багыты бир эле кычкылдануу-калыбына келүү химиясы бири-бирине тиешеси жок белоктор боюнча жыйынтыктарда кантип көрүнөрүн түшүндүрөт. Каспазанын басаңдатылышы боюнча биохимиялык изилдөөдө метилен көгү каспаза-6нын каталитикалык цистеинин сульфен кислотасына чейин кычкылдантуу аркылуу аны активсиз кылган. Бул масс-спектрометрия менен ырасталган жана жарым-максималдуу таасир берген концентрация болжол менен 10.6 микромоляр болгон. Каспаза-3 да ушуга жакын концентрацияда басаңдатылган. Авторлор муну тау боюнча адабияттар менен ачык байланыштырган: тауну мономердик абалда кармайт деп сунушталган ошол эле цистеинди кычкылдантуу химиясы цистеин протеазасын активсиз кылышы мүмкүн жана таасирдүү концентрациялар бири-бирине дал келет.

Бул көрктүү түшүндүрмө, бирок ошол эле учурда эскертүү да. Ачык жайгашкан цистеиндерди кычкылданткан, кычкылдануу-калыбына келүү реакцияларына активдүү катышкан молекуланын таасир көрсөткөн ар кандай концентрациясында бирден көп бутасы болот. Таунун агрегаттарын ажыратуу, каспазага таасир этүү жана, балким, башка процесстер да бир химиялык аракетти ар башка объекттерге карата колдонушат. Бул орток аракет жыйынтыктарды өз ара алмаштырууга болот дегенди билдирбейт. Ал кайсы бута маанилүү болорун доза менен контекст аныктай турганын билдирет. Ошондой эле цистеинге көз каранды бир процесске багытталган узак мөөнөттүү берүү башка процесстерге да тийиши мүмкүн; каспаза изилдөөсүнүн авторлору бул жагдайды түздөн-түз белгилешкен. Метилен көгүнүн кычкылдануу-калыбына келүү химиясы буталарын кантип тандайт, протеасоманын активдешүүсү башка агрегацияланган белоктор үчүн эмнени билдирет жана узак мөөнөттүү берүү буталардын курамын өзгөртөбү деген байланыштуу суроолордун ар бири өзүнчө каралууга тийиш.

Өлчөнгөн көрсөткүч боюнча механизм: кайсы жыйынтык кайсы моделге тиешелүү

Таблицаны сап-сап окусаңыз, негизги сабак айкын болот. Бир да сап бардык мамычаларда бирдей өзгөрбөйт. Амилоиддин өндүрүлүшү боюнча эң күчтүү жыйынтык протеасоманы таптакыр текшербеген изилдөөдөн алынган. Протеасома боюнча эң күчтүү жыйынтык болсо баштапкы белоктун иштетилиши такыр өзгөрбөгөн изилдөөдөн чыккан. Тау боюнча жыйынтык негизинен пробиркаларга жана негизги бутадан тышкаркы ферменттер менен орток химияга таянат. Бул мамычаларды бириктирип, метилен көгү патологиялык белокторду бүтүндөй бир класс катары чыгарат деген бир билдирүүгө айландырган адам эч качан жүргүзүлбөгөн тажрыйбага сереп жазып жатат.

Мындай тактык бейтаптарга да тиешелүү. Бул механизмдер биригип клиникалык пайда береби — бул өзүнүн сыноолору жана өзүнүн тыянактары бар өзүнчө суроо. Анын жообу бул жерде эмес, Альцгеймер оорусу боюнча клиникалык далилдерде каралат.