Одно из самых ранних событий при болезни Альцгеймера – разрушение синапсов мозга (небольшие промежутки, через которые импульсы нерва переданы), который может привести к нейронной смерти. Хотя то, что стимулирует этот процесс, не было ясно, исследования указали, что caspace-2 мог бы быть включен, по словам ведущего автора Майкла Шелэнского, Мэриленд, доктора философии, профессора Делафилда Pathology & Цитобиологии, председателя Отдела Патологии & Цитобиологии и соруководителя Института Taub Исследования в области болезни Альцгеймера и Стареющего Мозга в CUMC.
Несколько лет назад, в исследованиях культуры клеток тканей нейронов мыши, доктор Шеланский нашел, что caspace-2 играет решающую роль в смерти нейронов в присутствии крахмалистой беты, белок, который накапливается в нейронах людей с болезнью Альцгеймера. Другие исследователи показали, что каспаза 2 также способствует обслуживанию нормальных синаптических функций.Доктор Шеланский и его команда выдвинули гипотезу, что отклоняющаяся активация каспазы 2 может вызвать синаптические изменения в болезни Альцгеймера. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи скрестили трансгенных мышей J20 (общая модель мыши болезни Альцгеймера) с каспазой 2 пустых мыши (мыши, которые испытывают недостаток в каспазе 2).
Они сравнили способность животных договориться о лабиринте воды радиальной руки, стандартном тесте на познавательную способность, с той из обычных мышей J20 и нормальных мышей в 4, 9, и 14 месяцев возраста.Результаты для трех групп мышей были подобны в первых двух интервалах. В 14 месяцев, однако, J20/caspase-2 пустые мыши сделали значительно лучше в водном тесте лабиринта, чем мыши J20 и так же нормальным мышам. «Мы показали, что удаление каспазы 2 от мышей J20 предотвратило нарушение памяти – без существенных изменений на уровне разрешимой крахмалистой беты», сказал автор co-лидерства Роджер Лефорт, доктор философии, объединенный исследователь в CUMC.Анализ нейронов показал, что у J20/caspase-2 пустых мышей была более высокая плотность древовидных позвоночников, чем мыши J20.
Чем больше позвоночников, которые имеет нейрон, тем больше импульсов он может передать.«J20/caspase-2 пустые мыши показали ту же самую древовидную плотность позвоночника и морфологию как нормальные мыши – в противоположность дефицитам у мышей J20», сказал автор co-лидерства Хулио Посуета, доктор философии, «Это убедительно предполагает, что каспаза 2 является критическим регулятором в снижении памяти, связанном с крахмалистым бетой при болезни Альцгеймера».Исследователи далее утвердили результаты в исследованиях нейронов крысы в культуре клеток тканей.
Наконец, исследователи нашли, что каспаза 2 взаимодействует с RhoA, критическим регулятором морфологии (форма и структура) древовидных позвоночников. «Кажется, что в нормальных нейронах, каспаза 2 и RhoA формирует бездействующий комплекс вне древовидных позвоночников», сказал доктор Лефорт. «Когда комплекс выставлен крахмалистой бете, он разбивается, активируя эти два компонента». После того, как активированный, каспаза 2 и RhoA входит в древовидные позвоночники и способствует их упадку, возможно взаимодействуя с третьей молекулой, рок-II фермент.«Это указывает на возможность, что, если Вы можете подавить один или все эти молекулы, особенно рано в ходе болезни Альцгеймера, Вы могли бы быть в состоянии защитить нейроны и замедлить познавательные эффекты болезни», сказал доктор Лефорт.
Бумага названа, «Каспаза 2 требуется для древовидного позвоночника и поведенческих изменений в J20 APP трансгенные мыши». Другие участники – Хулио Посуета, доктор философии (автор co-лидерства), Елена М. Райб, Кэрол М. Трой и Оттавио Аранчо, все базирующиеся в CUMC во время исследования.Доктор Позуета был объединенным исследователем в CUMC во время этого исследования и в настоящее время является старшим аналитиком Наделенных даром предвидения Наук о жизни. Остающиеся авторы объявляют не финансовые или другие конфликты интересов.
Исследование было поддержано грантами от Национальных Институтов Здоровья (NIHAG08702 и NS15076), Фонд Уоллеса для Исследования и Фонд Taub.