Исследователи определили ключевую роль в уничтожении клеток мозга после инсульта или припадка. Белковая аспарагиновая эндопептидаза (AEP) высвобождает ферменты, которые расщепляют ДНК клеток мозга, обнаружили ученые из Медицинской школы Университета Эмори. Результаты опубликованы в номере журнала Molecular Cell от 28 марта.
Поиск лекарств, блокирующих AEP, может помочь врачам ограничить необратимое повреждение мозга после инсультов или припадков, говорит старший автор Кэцян Е, доктор философии, доцент кафедры патологии и лабораторной медицины в Emory.
Когда инсульт препятствует притоку крови к части мозга, недостаток кислорода вызывает накопление молочной кислоты – того же химического вещества, которое появляется в мышцах во время интенсивных упражнений. Кроме того, поток химических веществ, которые клетки мозга обычно используют для связи друг с другом, чрезмерно возбуждает клетки. Эпилептические припадки могут иметь аналогичные эффекты.
В то время как одни клетки мозга умирают непосредственно из-за нехватки кислорода, другие подвергаются запрограммированной гибели клеток – нормальному процессу развития, при котором клетки активно разрушают собственную ДНК.
"Загадка заключалась в следующем: как кислотные условия вызывают повреждение ДНК?" Йе говорит. "Это был очень неожиданный результат, потому что раньше мы понятия не имели, что AEP участвует в этом процессе."
AEP – это протеаза, класс ферментов, которые расщепляют другие белки. AEP также называют легумаином из-за его родственников в растениях, и его самые высокие уровни обнаруживаются в почках, говорит Йе.
Он и его коллеги подозревали, что другой класс протеаз, называемых каспазами, участвующих в запрограммированной гибели клеток, контролирует повреждение ДНК после инсульта.
Сначала он и доктор наук Чжисуэ Лю, доктор философии, думали, что результаты критического эксперимента, который привел их к AEP, были отклонением от нормы, потому что эксперимент проводился в слишком кислых условиях.
"Но если вы можете повторить ошибку, это не ошибка," Доктор. Е говорит, добавляя, что последующая работа позволила им отложить каспазы в качестве подозреваемых и сосредоточиться на АЭП.
Исследователи начали с поиска белков, которые прикрепляются к другому белку под названием PIKE-L, который они ранее изучали из-за его способности вмешиваться в запрограммированную гибель клеток в клетках мозга.
Они обнаружили, что PIKE-L прилипает к SET, белку, который, как обнаружили другие ученые, регулирует ферменты, поедающие ДНК, участвующие в запрограммированной гибели клеток. Вдобавок PIKE-L защищает SET от атаки AEP.
Лю и Е обнаружили, что лекарство, которое ученые используют для имитации кислотной перегрузки, вызванной инсультом, активирует AEP, заставляя его разрушать ДНК в клетках мозга. У мышей, генетически модифицированных без AEP, и лекарство, и искусственный инсульт привели к уменьшению повреждения ДНК и меньшей гибели клеток мозга, чем у обычных мышей.
Этот результат предполагает "что AEP может быть основной протеиназой, опосредующей этот разрушительный процесс," авторы написали.
Источник: Университет Эмори