Это потому, что они обнаружили физическую связь между аполипопротеином Е (APOE), транспортными молекулами, которые, как известно, играют роль в развитии заболевания, и глутаматом, химическим веществом мозга, необходимым для формирования человеческой памяти.
В исследовании, опубликованном в Журнале биологической химии, исследовательская группа сообщает, что рецепторы на внешней стороне нервных клеток мозга (нейронов), которые связываются с APOE и глутаматом, соединены на поверхности нейронов, отделенных друг от друга лишь небольшим белком.
Хотя исследователи не знают, почему эти рецепторы связаны друг с другом, они говорят, что неэффективные или превышающие средние уровни APOE в мозге, возможно, могут закупоривать эти сайты связывания, не позволяя глутамату активировать процессы, необходимые для формирования воспоминаний.
“Мы обнаружили, что два рецептора, которые, как считалось ранее, не имеют ничего общего друг с другом, на самом деле взаимодействуют, что приводит нас к выводу, что APOE влияет на канал глутамата NMDA, который важен для памяти”, – говорит старший автор исследования Г. Уильям Ребек, доктор философии, доцент кафедры неврологиив организации биомедицинских исследований Джорджтауна.
Исследователи также предполагают, что это взаимодействие может иметь какое-то отношение к развитию болезни Альцгеймера, хотя они подчеркивают, что на этой ранней стадии исследования это невозможно доказать.
APOE – это белок, который помогает переносить холестерин и другие нерастворимые липидные частицы по всему организму, перемещая эти вещества туда, где они необходимы. Все клетки имеют рецепторы, которые связываются с APOE, чтобы они могли использовать липиды по мере необходимости, например, для получения быстрой энергии, для хранения в виде жира для последующего использования или для заживления ран.
Основываясь на недавних исследованиях, Ребек и другие подозревают, что в мозге APOE также действует как переносчик, собирая липиды и, возможно, другие вещества, которые образуются в результате нормального износа тканей мозга или травмы, и перемещая их туда, где их можно использовать или удалить из мозга.
Глутамат – это вещество, выделяющееся в синапсе нейронов, соединение между одной нервной клеткой и следующей, через которое передаются химические сообщения. Глутамат увеличивает силу синаптического ответа после стимуляции. Рецептор глутамата NMDA связывается с препаратом NMDA, а также с глутаматом, возбуждающим нейротрансмиттером, который также стимулирует активность нервных клеток.
В работе, приведшей к этому исследованию, Ребек и исследовательская группа обнаружили, что добавление APOE к нейронам в лабораторной культуре блокирует NMDA-рецепторы. В этом исследовании они подтвердили с помощью серии экспериментов, что рецепторы APOE и NMDA взаимодействуют, и что белком, который связывает их, является PSD95, часто встречающийся в нервных синаптических соединениях. Вместе они образуют мультипротеиновый комплекс, который предположительно может быть активирован либо APOE, NMDA, либо глутаматом.
Ребек подозревает, что вариант APOE4 – тот, который связан с болезнью Альцгеймера – менее эффективен при удалении остатков липидов в мозге, чем APOE2 или APOE3, и из-за этого клетки мозга выделяют больше дефектного белка для выполнения этой работы. По словам Ребек, если слишком много APOE в конечном итоге связывается с рецептором APOE / NMDA, может произойти одно из двух, говорит Ребек.
В одном сценарии рецептор становится чрезмерно стимулированным из-за накапливающегося присутствия APOE, что может вызвать процесс, называемый эксайтотоксичностью, который приводит к гибели нейронов. Или, при наличии повреждения и секретируемого APOE, рецептор “выключает” свою активность, тем самым препятствуя формированию памяти, пока мозг не восстановится.
“Наличие повреждений вокруг говорит мозгу не думать слишком много некоторое время, – говорит Ребек. Но если APOE4 не может устранить накопившиеся повреждения, способность создавать новые воспоминания и использовать старые может все больше теряться. Это, конечно, предположение, но теперь у нас есть новые возможности, с помощью которых мы можем исследовать молекулярную основу памяти”.