Исследование, проведённое учёными из Медицинского колледжа Бэйлора (Baylor College of Medicine) при Техасской детской больнице, показало, что белок Тау, который обычно связывают с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера, также выполняет важные функции в мозге.
Тау играет положительную роль в защите нейронов от повреждений, вызванных чрезмерным количеством активных форм кислорода (АФК) или свободными радикалами. Он помогает смягчить эти повреждения и способствует здоровому старению мозга. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Neuroscience.
АФК являются естественными побочными продуктами различных клеточных процессов в организме. В небольших количествах они полезны, но избыток АФК может быть вреден для клеток, так как вызывает образование токсичных форм других молекул и окислительный стресс. Нейроны особенно чувствительны к окислительному стрессу и могут разрушаться, если уровень перекисных липидов не контролируется жёстко.
Однако наш мозг разработал множество стратегий для борьбы с окислительным повреждением, вызванным АФК. Одна из таких стратегий была открыта командой Хьюго Беллена (Hugo Bellen) в 2015 году. Нейроны экспортируют токсичные перекисные липиды в соседние глиальные клетки, которые изолируют их в липидные капли для хранения и будущего производства энергии. Этот процесс эффективно удаляет и нейтрализует токсичные липиды.
В текущем исследовании учёные исследовали роль тау в формировании глиальных липидных капель. Они обнаружили, что эндогенный нормальный тау необходим для образования этих капель и защиты от нейрональных АФК. Тау также был необходим в глиальных клетках, полученных от крыс и людей, для образования липидных капель.
Хотя экспрессии нормального человеческого тау было достаточно для восстановления процесса образования и созревания капель глиального липида у мух, лишённых собственного тау, когда человеческий белок тау нёс в себе мутации, связанные с повышенным риском развития болезни Альцгеймера, глия была неспособна образовывать липидные капли. Это свидетельствует о том, что мутации тау-белка могут снижать его способность предотвращать окислительный стресс и вызывать накопление белка в тканях мозга.
Дальнейшие исследования с использованием установленных моделей тау-опосредованных мух и крыс показали, что сверхэкспрессия вызывающего заболевания белка тау человека в глиальных клетках приводит к дефектам в каплях глиальных липидов и гибели глиальных клеток в ответ на нейрональные АФК. Это продемонстрировало, что тау является чувствительным к дозировке регулятором глиальных липидных капель, где слишком много или слишком мало тау вредно.
Таким образом, исследование показывает, что тау играет важную роль в защите мозга от окислительного повреждения. Однако когда тау отсутствует или присутствуют дефектные тау-белки, этот защитный эффект исчезает, что может привести к развитию нейродегенеративных заболеваний.
Литература:
Lindsey D. Goodman et al, Tau is required for glial lipid droplet formation and resistance to neuronal oxidative stress, Nature Neuroscience (2024). DOI: 10.1038/s41593-024-01740-1
