Ученые выявили роль белка в возбуждении клеток головного мозга

В новом исследовании на мышах ученые определили ключевой белок, участвующий в нерегулярной активности клеток головного мозга, наблюдаемый при нарушениях аутистического спектра и эпилепсии. Белок р53 хорошо известен в биологии рака как супрессор опухоли.

Что нам известно про возбудимость в нейронах?

p53 (белок p53) — это транскрипционный фактор, регулирующий клеточный цикл.

Выводы, опубликованные в научном журнале Human Molecular Genetics, откроют новые возможности для понимания факторов, которые способствуют этим нарушениям, прокомментировал Нин-Пей Цай (Nien-Pei Tsai), сотрудник Университета Иллинойса (University of Illinois) и автор нового исследования.

«В физиологически нормальных условиях нейроны способны перенастроить свою возбудимость», — сказал Цай. «Но при расстройствах аутистического спектра, таких как синдром Мартина-Белла, и при эпилепсии, мы видим более высокий уровень возбудимости. Если нейроны не могут вернуться в нормальный диапазон, то базовая линия будет сброшена за пределы нормального диапазона».

По его словам, это влияет как на поведенческие характеристики, так и на когнитивное функционирование.

Материалы и методы обследования

Ученые использовали модель мышей с синдромом Мартина-Белла, наиболее распространенного наследственного расстройства при аутизме.

Результаты научной работы

Исследователи обнаружили молекулярный механизм, вовлеченный в неспособность регулировать возбудимость. Белок p53 присутствует в более высоких, чем обычно, уровнях в нерегулярно возбуждаемых нейронах.

В более раннем исследовании Цай обнаружил, что р53 в нейронах разрушается, когда нормальные нейроны находятся в более высоком возбужденном состоянии. Ранее белок был наиболее известен своей ролью в подавлении рака.

«Белок также присутствует в нейронах, которые не делятся, поэтому нам было интересно понять роль белка, когда он не участвует в делении клеток».

В новом исследовании ученые обнаружили, что р53, который не разрушается в Fragile X-нейронах, вызвал каскад реакций, которые мешали нормальному сигналу вернуться в более спокойное состояние.

«Мы еще не знаем всех этапов этого каскада, но мы обнаружили, что p53 мешает другому важному белку Nedd4-2, который связан с эпилепсией», — сказал Цай.

Исследователи протестировали клеточный эффект уменьшения белка путем удаления гена p53 на мышах. Они также ингибировали протеин в нейронах, выращенных в клеточной культуре, с помощью лекарственного средства, используемого в исследованиях рака, чтобы увидеть эффект в связи между группами нейронов, и, в частности, синаптических связях.

«Мы обнаружили, что в обоих случаях — удаление белка р53 и ингибирование белка — связи между синапсами и группами нейронов могли вернуться в нормальное, стабильное состояние», — сказал Цай.

Выводы

«Эти результаты показывают ранее неизвестную и очень важную роль, которую р53 играет в нерегулярной функции клеток головного мозга».

medicalinsider