Недостаток клеточного прионного белка может вызывать симптомы эпилепсии
Клеточный прионный белок (PrPC), белок на поверхности нейронных клеток, нарушен у пациентов с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера или Паркинсона. Однако знания об участии данного белка в этих патологиях контрастируют с многочисленными данными о его естественной и способствующей здоровью роли.
Исследование, опубликованное в журнале BMC Biology, показало, что недостаток PrPC повреждает когнитивные функции, такие как ассоциативное обучение и память, и вызывает тревожно-подобное поведение у мышей. Согласно исследованию, отсутствие PrPC влечет за собой повышенную чувствительность к приступам эпилепсии у этих мышей.
Исследование проводилось группой под руководством профессора Хосе Антонио дель Рио с биологического факультета и Института нейронаук (UBNeuro) Университета Барселоны (UB), Института биоинженерии Каталонии (IBEC) с головным офисом в Парке науки Барселоны и Центра биомедицинских исследований нейродегенеративных заболеваний (CIBERNED).
Среди участников - команды физического факультета, факультета медицины и наук о здоровье, Института сложных систем (UBICS) Университета Барселоны, Института биомедицинских исследований Белльвитге (IDIBELL), Университета Пабло де Олавиде в Севилье и Университетской клиники Цюриха (Швейцария).
Новая статья дает новые знания о реальной роли PrPC в физиологии нейронов. В некоторых исследованиях эта молекула описывается как защитник мозга, в то время как в других исследованиях ее экспрессия связана с повышенной чувствительностью к нейротоксичности.
Эти противоречия в основном объясняются отсутствием надлежащих и хорошо охарактеризованных моделей мышей. В связи с этим команда под руководством профессора Хосе Антонио дель Рио в течение последних пяти лет работала с новой трансгенной моделью мыши, лишенной PrPC, созданной с помощью технологии TALEN (Transcription Activator-Like Effector Nuclease).
"Исследовательские группы десятилетиями работали над изменением мышей с PrPC, не зная о влиянии на их здоровье из-за некоторых технических неудобств в ранее разработанных моделях. Используя TALEN-генерированные PrPC-нокаутные мыши, мы обнаружили, что у животных, не экспрессирующих белок, наблюдаются симптомы, похожие на эпилепсию, а также нарушения обучения и памяти, что подтверждает роль белка в этих процессах. Эти результаты могут помочь нам понять последствия снижения уровня PrPC, наблюдаемого при некоторых нейродегенеративных заболеваниях у людей", - отмечает Хосе Антонио дель Рио.
В рамках исследования команда провела серию поведенческих тестов и тестов на оперантное обусловливание для оценки памяти и навыков обучения мышей, помимо секвенирования РНК, анализа нейронной сети in vitro и получения электрофизиологических данных in vivo. Результаты показали явное снижение подвижности, ухудшение обучения оперантному обучению и поведение, связанное с тревогой, у животных, лишенных PrPC.
Полученные выводы позволяют предположить, что белок PrPC способствует формированию нейронных сетей и связей, вмешивается в синаптическую функцию и действует как защитник от эксайтотоксичности. Делеция PrPC может лежать в основе эпилептогенной восприимчивости мозга, который не может выполнять задачи, требующие высокой когнитивной нагрузки, такие как ассоциативное обучение, и [подвержен] тревожноподобному поведению.
