Метилен зәңгәре, тау һәм амилоид: ни өчен аксымнарны чыгару механизмнары аерыла

Метилен зәңгәре Альцгеймер авыруына бәйле аксымнарга ничек тәэсир итә дип сорасагыз, өч аерым, чикләүләре күрсәтелгән җавап урынына бер ышанычлы җавап ишетерсез. Пробиркада ул тауның үз-үзенә ябышуына комачаулый. Бер тычкан моделендә ул эри торган амилоидны киметә, ә тауга тәэсир итми. Икенчесендә исә амилоидны җитештерүче ферментның активлыгын киметә. Боларның һәркайсы — чын нәтиҗә. Әмма берсе дә тулы күренешне бирми, һәм алар барысы да бер үк хайванда бер үк вакытта күзәтелми. Бу мәкалә әлеге өч нәтиҗәне аерып карый: бер тәҗрибә нәтиҗәсен икенчесенең дәлиле итеп китермәү өчен.

Метилен зәңгәренең күзәнәкләр эчендә ничек эшләве турында киңрәк күзаллау алырга теләүчеләр шуннан башларга тиеш. Боларның берәрсе пациентларга ярдәм иткәнме икәнен белергә теләүчеләр Альцгеймер авыруы буенча клиник тикшеренүләр нәтиҗәләрен укырга тиеш: кешеләр катнашындагы сынаулар нәтиҗәләре нәкъ шунда карала. Бу мәкаләдә ул мәгълүмат кабатланмый.

Тауга кагылышлы нәтиҗә агрегация сынауларыннан алынган

Өч юнәлешнең иң элеккесе нейрофибрилляр йомгаклар барлыкка китерүче тау аксымы белән күзәнәксез системада үткәрелгән эшләрдән башлана. Тау-тау бәйләнешен бәяләү сынавында тау фрагментлары парлы спираль филаментларга җыела, ә фенотиазин буяулары, шул исәптән метилен зәңгәре, түбән микромоляр концентрацияләрдә бу җыелуны тоткарлый. Соңрак үткәрелгән биохимик эшләр моңа химик аңлатма бирде: буяу тауның цистеин калдыкларын оксидлаштыра, бу мономер форманы тотрыкландыра һәм башка шартларда үсәчәк фибриллаларның барлыкка килүен баса. Тау агрегациясен тоткарлый торган концентрацияләр якынча берничә микромолярдан түбән дистәләрдәге микромоляр зурлыкларга кадәр җитә; бу диапазон алга таба каралачак барлык нәтиҗәләр өчен әһәмиятле.

Бу раслауның нинди төргә керүенә игътибар итегез. Ул тау җитештерелүе, тере мидә тауның фосфорлашуы яки тауның чыгарылуы турында берни дә әйтми. Ул билгеләнгән шартларда, пробиркада оксидлашкан буяу тау молекулаларының бер-берсенә өелүенә комачаулый ди. Бу — төгәл, тар кысалы һәм файдалы нәтиҗә. Проблема аны метилен зәңгәре тау патологиясен бетерә дигән гомуми раслауга кадәр киңәйткәндә башлана, чөнки хайваннардан алынган мәгълүмат бу аңлатмага туры килми.

Протеасомага кагылышлы нәтиҗә 3xTg-AD тычканнарыннан алынган һәм амилоидны таудан аерган

Төрле күрсәткечләрнең аерым үзгәрүен иң ачык күрсәткән тәҗрибә — Альцгеймер авыруына бәйле өч мутация йөртүче тычканнарда тукландыру аша үткәрелгән 16 атналык тикшеренү. Хайваннар алты айлык чактан башлап метилен зәңгәре кушылган азык ашаган, ә тикшеренүчеләр бер үк вакытта өч нәрсәне үлчәгән: протеасоманы, амилоид дәрәҗәләрен һәм тауны.

Протеасома күрсәткечләре үзгәргән. Химотрипсинга охшаш активлык якынча чиреккә, ә трипсинга охшаш активлык якынча яртылаш арткан; өченче каталитик активлык исә статистик әһәмиятле дәрәҗәдә үзгәрмәгән. Эри торган амилоид-бета 40 һәм 42 дәрәҗәләренең һәркайсы якынча чиреккә кимегән. Авторлар моны җитештерелү кимүе түгел, ә чыгарылу артуы дип аңлаткан, чөнки элгәр аксым һәм аны эшкәртүдән барлыкка килгән фрагментлар үзгәрмәгән; су лабиринтындагы контроль сынауда өйрәнү һәм хәтер күрсәткечләре яхшырган.

Ә менә башка күрсәткечләр бу үзгәрешләргә иярмәгән. Эреми торган амилоид үзгәрмәгән. Төерчәләрне буяп ачыклау нәтиҗәләре үзгәрмәгән. Кеше тау аксымының гомуми күләме дә, 181 нче треонинда фосфорлашкан тау да үзгәрмәгән, тауның дөрес булмаган урыннарда урнашуы да үзгәрмәгән. Митохондрия күрсәткечләре дә үзгәрмәгән: цитохром-c оксидаза активлыгына, оксидаза аксымына яки ATPга статистик әһәмиятле тәэсир булмаган. Шулай итеп, бу модельдә һәм бу бирү режимында метилен зәңгәре протеасоманың өч активлыгының икесен арттырган, эри торган амилоидны киметкән, бер тәртип күрсәткечен торгызган, ә тау күрсәткечләрен, эреми торган амилоидны һәм тикшерелгән митохондрия күрсәткечләрен үзгәрешсез калдырган.

Бер искәрмә бу фикерне йомшартмый, киресенчә, төгәлли. Тикшерелгән яшьтә бу тычканнарда тау агрегатлары әле барлыкка килмәгән булган, шуңа күрә тәҗрибә метилен зәңгәренең тау йомгакларына каршы тәэсирсез булуын күрсәтә алмый. Ул үлчәнгән тау күрсәткечләре үзгәрмәгәндә дә эри торган амилоидның кими алуын күрсәтә. Бу — әлеге тема өчен нәкъ кирәкле «бер аксым үзгәргән, икенчесе үзгәрмәгән» төрендәге нәтиҗә. Әгәр сез метилен зәңгәренең протеасоманы активлаштыруы ике төп билге аксымын да бергә чыгара дип уйлаган булсагыз, бу тикшеренү әлеге фикерне төзәтә.

Амилоид җитештерелүенә кагылышлы нәтиҗә олы яшьтәге PSAPP тычканнарыннан алынган һәм алдагы механизмга каршы килә

Башка төркем, башка модель һәм процессның башлангыч этабы өчен капма-каршы аңлатма. 15 айлык PSAPP тычканнарында зонд аша ашказанына биреп үткәрелгән өч айлык тикшеренүдә көн саен авыз аша бирелгән 3 mg/kg доза баш миенең төрле өлкәләрендәге төерчәләр күләмен якынча өчтән бергә — яртылаш киметкән һәм амилоидның берничә фракциясен, шул исәптән махсус сынау белән үлчәнгән олигомерларны киметкән. Әмма монда тәкъдим ителгән механизм тизрәк чыгарылу түгел, ә җитештерелүнең кимүе булган: мидә BACE1 аксымы кимегән, аның продукты C99 кимегән, ә мәгълүмати РНК кимемәгән. Бу ген экспрессиясенең кимүенә түгел, ә аксым дәрәҗәсендәге тәэсиргә ишарәли.

Күзәнәкләрдәге эшләр бу аңлатманы ныгыткан. Рекомбинант фермент белән күзәнәксез сынауда метилен зәңгәре BACE1не турыдан-туры тоткарлаган. Кешенең амилоид элгәр аксымын экспрессияләүче әрлән аналыгы күзәнәкләрендә исә тышка бүленеп чыккан амилоид 40 һәм 42 дәрәҗәләре хәтта 1.56 микромоляр концентрациядә дә кимегән, ә элгәр аксым үзе үзгәрмәгән. Моны алдагы тикшеренү белән чагыштырыгыз: анда элгәр аксымны эшкәртү фрагментлары үзгәрмәгән, ә нәтиҗә чыгарылу белән аңлатылган. Икесе дә бер үк универсаль механизмны тасвирлый алмый, чөнки модельләр, яшьләр, дозалар, бирү юллары һәм вакыт озынлыгы аерыла. Төп фикер шунда. Метилен зәңгәренең амилоидка тәэсире бер тәҗрибә шартларында җитештерелү аша, икенчесендә чыгарылу аша бара; аларның кайсын гына шартларын әйтмичә китерсәң дә, бу ялгыш күзаллау тудыра.

Бер химия, берничә мишень: цистеин оксидлашуы аша бәйләнеш

Өченче эшләр юнәлеше бер үк оксидлашу-кайтарылу химиясенең бер-берсенә бәйсез аксымнар турында нәтиҗәләрдә ничек чагыла алуын аңлата. Каспазаларны тоткарлау буенча биохимик тикшеренүдә метилен зәңгәре каспаза-6ның каталитик цистеинын сульфен кислотасына кадәр оксидлаштырып, аны активсызландырган; бу масс-спектрометрия белән расланган. Ярты максималь тәэсиргә туры килгән концентрация якынча 10.6 микромоляр булган. Каспаза-3 тә охшаш концентрациядә тоткарланган. Авторлар моны тау турындагы әдәбият белән турыдан-туры бәйләгән: тауны мономер хәлендә саклый дип тәкъдим ителгән шул ук цистеинны оксидлаштыру химиясе цистеин протеазасын активсызландыра ала, һәм тәэсирле концентрацияләр бер-берсе белән кисешә.

Бу — нәфис аңлатма, әмма ул кисәтү дә булып тора. Үтемле цистеиннарны оксидлаштыручы, оксидлашу-кайтарылу реакцияләрендә актив молекуланың теләсә кайсы актив концентрациядә бердән артык мишене булачак. Тау агрегатларының таркалуы, каспазалар һәм, бәлки, башка аксымнар турында нәтиҗәләрдә бер үк химик гамәл төрле объектларга юнәлгән. Бу уртак гамәл нәтиҗәләрне бер-берсе белән алыштырырга мөмкин дигәнне аңлатмый. Ул нинди мишеньнең әһәмиятле булуын доза һәм шартлар билгели дигәнне аңлата. Шулай ук цистеинга бәйле бер процесска юнәлтелгән озак вакытлы бирү башка процессларга да кагылырга мөмкин; каспаза тикшеренүе авторлары моны турыдан-туры күтәргән. Метилен зәңгәренең оксидлашу-кайтарылу химиясе үз мишеньнәрен ничек сайлый, протеасоманы активлаштыру башка агрегатлашкан аксымнар өчен нәрсә аңлата һәм озак вакыт бирү мишеньнәр җыелмасын үзгәртәме дигән бәйле сорауларның һәркайсы аерым карауга лаек.

Механизмнарны күрсәткечләр буенча чагыштыру: кайсы нәтиҗә кайсы модельгә карый

Таблицаны юллап укыгыз, һәм нәтиҗә ачык булачак. Бер генә юл да һәр баганада үзгәрми. Амилоид җитештерелүенә кагылышлы иң көчле нәтиҗә протеасоманы бөтенләй тикшермәгән эштән алынган. Протеасомага кагылышлы иң көчле нәтиҗә элгәр аксымны эшкәртү бөтенләй үзгәрмәгән эштән алынган. Тауга кагылышлы нәтиҗә күбесенчә пробиркаларга һәм өстәмә мишень булган ферментлар белән уртак химиягә карый. Бу баганаларны метилен зәңгәре патологик аксымнарны бер класс буларак чыгара дигән бер раслауга берләштергән кеше беркайчан да үткәрелмәгән тәҗрибәгә күзәтү яза.

Мондый төгәллек пациентларга кагылышлы фикерләргә дә тарала. Бу механизмнар клиник файда бирәме — үз сынаулары һәм үз нәтиҗәләре булган аерым сорау. Аңа җавап монда түгел, ә Альцгеймер авыруы буенча клиник дәлилләр бүлегендә бирелә.