Диссертация (1145861), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Определенный вклад в регуляцию транскрипции вносятэпигенетические факторы.3.Содержание трансгенных линий дрозофилы на среде с мутантнымидрожжами Saccharomyces cerevisiae, производящими красный пигмент, позитивновлияет на когнитивные функции и существенно снижает уровень Аβ42 в мозге.Научная новизна. В работе продемонстрировано влияние гиперэкспрессиигена APP на развитие Drosophila melanogaster. Показано, что нарушениеэкспрессии APP может независимо от Аβ приводить к развитию воспалительнойреакции. Кроме того, оценено влияние как APP и его форм, так и Аβ42 натранскрипционные изменения генов пресинаптических белков синаптотагмина инейронального синаптобревина в мозге Drosophila melanogaster.
Впервые in vivoпродемонстрировано позитивное влияние потребления дрожжей-продуцентовкрасного пигмента на содержание растворимой и нерастворимой фракции Аβ42, а10также на когнитивные функции Drosophila с экспрессией последовательности,кодирующей пептид Аβ42.Теоретическое и практическое значение работы.Изучение патогенетических основ развития БА – критически необходимоеусловие для создания полноценной многофакторной теории возникновениязаболевания.
Исследование роли основных участников патогенеза БА и анализпервичных транскрипционных и эпигенетических изменений важны не только снаучной точки зрения, но и имеют важный практических смысл, так какпонимание механизмов, вызывающих начальные нейродегенеративные изменения– ключевое условие как для разработки новых методов диагностирования, так идля создания эффективных способов лечения заболевания.Личный вклад автора.
Большая часть работы выполнена авторомсамостоятельно. Выведение необходимых трансгенных животных, оценка уровняэкспрессии и статуса метилирования генов, кодирующих пресинаптическиебелки, определение уровня Аβ42 в эксперименте с дрожжами-продуцентамикрасного пигмента проведены автором лично. Анализ поведения трансгенныхособей Drosophila и изучение распределения морфологических аномалийпроведены совместно с С.В. Саранцевой и О.И. Большаковой. Описаниесобственных исследований, анализ и обсуждение результатов выполнены авторомсамостоятельно. Автор выражает благодарность за помощь в работе Г.А. Кислики Н.А. Ткаченко.Апробацияработы.Результаты,предложенныекзащитебылипредставлены на следующих отечественных и международных конференциях:пятой международной научной конференции для студентов и аспирантов (Львов,2009, 2011); European Human Genetics Conference (Готенбург, 2010); IXкурчатовской молодежной научной школе (Москва, 2011); конференции“Эмбриональное развитие, морфогенез и эволюция” (Санкт-Петербург, 2013).11Публикации.
Результаты исследовательской работы опубликованы в 9печатных работах, в том числе 4 статьи опубликованы в журналах, включенных всписок ВАК, 4 статьи - в материалах российских и международных конференций.Объем и структура диссертации. Диссертационная работа включаетвведение, обзор литературы, описание материалов и методов исследования,результаты и обсуждение, 25 рисунков, 5 таблиц, заключение, выводы и списоклитературы, содержащий 161 источников. Работа изложена на 104 страницах.121.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ1.1 Нейродегенеративные заболеванияНейрон - сложная, высокоспециализированная единица нервной системы,основная функция которой заключается в обработке, хранении и передачеинформации. Происходящие в нейроне молекулярные процессы многообразны иразличны, поэтому даже незначительные нарушения метаболизма этих клетокмогут вызвать их дисфункцию и гибель, что, в конечном итоге, приводит кразвитию разнообразных нейродегенеративных заболеваний (НЗ).
Наиболеераспространенными НЗ являются болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона ихорея Гентингтона.БольшинствоНЗразвиваютсявпожиломвозрастеиявляютсяспорадическими, но приблизительно 5-10% случаев имеют генетическую основуи могут проявляться в раннем возрасте. Причины возникновения спорадическихформ НЗ до конца не ясны, но есть данные, что факторами риска развития этихзаболеваний являются перенесенные инфекционно-воспалительные заболеванияцентральной нервной системы, сосудистые патологии, нарушения клеточногометаболизма и травмы [Patterson et al., 2008].
НЗ имеют долгий латентный период,и к моменту диагностирования симптомов болезнь обычно находится в конечнойстадии развития.Последние годы наблюдается неуклонный рост числа больных. По прогнозамк 2050 году число пациентов с НЗ, нуждающихся в уходе в связи синвалидизацией может достигнуть 277 млн человек. Мировые затраты на лечениеи поддержку пациентов с дегенеративными изменениями мозга уже сейчаспревышает $600 млрд [Prince et al., 2013; Brookmeyer et al., 2007].
Несмотря намногочисленные исследования, до сих пор недостаточно изучены механизмы,лежащие в основе НЗ и не существует препаратов, способных замедлить илиполностью остановить развитие этих болезней.1.2БА:клиническаядиагностика и лечениеипатоморфологическаясимптоматика,13Наиболеераспространеннымзаболеванием,ассоциированнымснейродегенерацией, является БА, впервые описанная немецким психиатром иневрологом Алоисом Альцгеймером в 1906 году как старческое слабоумие сраннимначалом.Первымпациентом,которомудиагностировалиновоезаболевание, является Августа Д.
Пациентка впервые обратился к Альцгеймеру в1901 году после того, как её семья заметила существенные изменение личностныхчерт, сопровождаемое проблемами с памятью, речью и восприятием. Альцгеймерв дальнейшем описал больную как пациента с агрессивной формой деменции,проявляющейся в виде расстройства поведения, памяти и языковых способностей.Он также отметил сильную возбудимость пациентки на грани с агрессией,спутанность сознания и временную дезориентацию.
После смерти пациентки в1906 году Альцгеймером была произведена аутопсия, в результате которой онобнаружил сильное уменьшение размеров коры головного мозга и жировыеотложения в сосудах мозга. Именно Альцгеймером были впервые описаныклассические гистопатологические маркеры заболевания – нейрофибриллярныеклубки и сенильные бляшки [Hippius et al., 2003]БА развивается медленно и на начальной стадии практически незаметна.Первыми симптомами заболевания являются нарушения кратковременной памятии рассеянное внимания. Больному тяжело усваивать новую информацию,возникает дезориентация во времени и пространстве. Часто подобные изменениясопровождаютсяусилениемхарактеристическихчертили,наоборот, ихнивелированием [БМЭ, 1974, т 1, стр.
322]. Затяжные депрессии также могутуказывать на развитие заболевания [Green et al., 2003 ]. Кроме того, у больныхмогут проявляться и физиологические симптомы, например, недержание мочи[Alcorn et al., 2013].К сожалению, характеристические изменения и проблемы с памятью чащевсего воспринимаются близкими как старческие проявления, поэтому больныеобращаются к врачу уже на поздних стадиях развития заболевания, в то время какнаиболее эффективное лечение возможно именно на раннем этапе.14Другойпроблемойявляетсяотсутствиеспецифическихтестовдлядиагностики БА. Для постановки диагноза врач изучает семейный анамнез ипроводит тестирование психологического и психического состояния пациентов.Такжепроводят рутинные анализы мочи, крови,магнитно-резонанснуютомографию и компьютерную томографию мозга для выявления классической дляБА клинической картины, а также для исключения других заболеваний,способных вызывать альцгеймероподобную симптоматику. Кроме того, пациентупроводят люмбальную пункцию для оценки концентрации основных белковыхмаркеровБАвспинномозговойжидкости.Ксожалению,этотметоддиагностирования неточен и сопряжен с определенными трудностями прианализе результатов.
Несмотря на разнообразие тестов и анализов для выявленияБА, окончательный диагноз можно поставить лишь post mortem при исследованиимозга пациентов на наличие характерных гистопаталогических маркеров [Emilienet al., 2004].НафинальнойстадииБАпациентамтребуетсяпостоянныйпрофессиональный уход. Больные полностью теряют способность удовлетворятьсвои повседневные нужды, перестают говорить и передвигаться. Пациентыиспытывают трудности при приёме пищи в связи с дисфагией. Чаще всегопациенты умирают от проблем с дыханием из-за неподвижного образа жизни.1.2.1 Патоморфологические и патогистологические признаки БАТечение БА сопровождается драматическими изменениями в структуре иткани головного мозга.
Одним из основных морфологических признаков БАявляется существенное уменьшение массы и объема мозга в основном за счетатрофии и «сжатия» коры и гиппокампа, что обуславливается гибелью нейронов.Уменьшение размера головного мозга можно определить с помощью магнитнорезонансной томографии.
Однако этот признак нельзя использовать для раннегодиагностированияБА,таккаксущественноеизменение размера мозгаобнаруживается только на поздних стадиях заболевания. Также предполагается,что для определения скорости развития заболевания можно использовать другой15признак БА – увеличение размеров желудочков головного мозга. Уже на раннихстадиях заболевания наблюдается еще один патоморфологический признак БА дегенерация белого вещества в базальных ганглиях, височной коре и гиппокампе[Apostolova et al., 2012].Кроме того было показано, что гибели нейронов предшествует падение числасинапсов, и именно этот признак ответственен за начало развития симптоматикиБА [Scheff et al., 2006].К гистопатологическим маркерам БА относятся экстраклеточные сенильныебляшки и цитоплазматические нейрофибриллярные клубки [Armstrong RA, 2009].Рис.
1. Основное маркеры БА. А-нейфрофибриллярные клубки, Б-сенильныебляшки [Perl, 2010]Нейрофибриллярныеклубкисостоятвосновномизгиперфосфорилированного тау-протеина – центрального компонента цитоскелетаклетки,участвующеговполимеризациимикротрубочек.Врезультатегиперфосфорилирования происходит изменение функционирования и агрегациипротеина, что нарушает транспорт внутри клетки, приводя тем самым к еедисфункции и гибели. На данный момент остается дискуссионным вопрос:16являются ли нейрофибриллярные клубки одной из причин или лишь следствиемзаболевания [Brion JP, 1998].Основным компонентом экстраклеточных сенильных бляшек является Аβ[Armstrong RA, 2009]. На сегодняшний день функциональная роль Аβ до конца неясна. Согласно ряду работ, блокирование образования Аβ в мышах не приводилок изменению фенотипа или изменению когнитивных функций организмов[Roberds et al.
2001]. Ингибирование же образования Аβ в первичных культурахнейронов коры головного мозга приводило к смерти клеток, не оказывая при этомсущественного влияния на другие виды клеток [Plant et al.,2003].Одной из функций Аβ может являться регулирование активности синапсовголовного мозга. Было показано, что усиление активности нейронов гиппокампаприводило к увеличенному образованию Аβ путем ускоренного процессинга егопредшественника.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
