Нейробиологи обнаружили, что фермент под названием HDAC1 играет ключевую роль в восстановлении возрастных повреждений ДНК генов, участвующих в памяти и других когнитивных функциях. Этот фермент часто снижен как у пациентов с болезнью Альцгеймера, так и у взрослых нормального возраста.
Неврологи проверили мышей. Исследование показало, что определенный тип повреждений ДНК накапливается с возрастом мышей, когда они теряют HDAC1. Однако это повреждение можно обратить и, таким образом, улучшить познавательные способности с помощью препарата, активирующего HDAC1. Это дает большие надежды пациентам с болезнью Альцгеймера!
Мы рекомендуем: Болезнь Альцгеймера - причины, симптомы и лечение
Это связано с тем, что исследование предполагает, что восстановление HDAC1 может иметь положительные преимущества как для пациентов с болезнью Альцгеймера, так и для тех, кто страдает возрастным когнитивным снижением!
`` Похоже, что HDAC1 действительно является молекулой против старения, - говорит Ли-Хуэй Цай, директор Института обучения и памяти Массачусетского технологического института и старший автор исследования, - Я думаю, что это очень широко используемое фундаментальное биологическое открытие, поскольку почти все нейродегенеративные заболевания человека подвержены влиянию при старении. Я бы предположил, что активация HDAC1 полезна во многих условиях.
Результаты исследования представлены в Nature Communications.
Полезно знать: болезнь Альцгеймера: деменция.
Почему стареет ДНК?
Существует несколько членов семейства ферментов HDAC, и их основная функция заключается в модификации гистонов - белков, вокруг которых буферизуется ДНК. Эти модификации контролируют экспрессию генов, блокируя копирование генов в определенных участках ДНК в РНК.
В 2013 году лаборатория Цай опубликовала две статьи, связывающие HDAC1 с репарацией ДНК в нейронах. В этой статье исследователи исследовали, что происходит, когда восстановление HDAC1 не происходит. Для этого они начали работать с мышами, у которых они могут «улавливать» HDAC1, особенно в нейронах и другом типе клеток мозга, называемых астроцитами.
В течение первых нескольких месяцев жизни у мышей не было заметной разницы в уровне повреждений и поведении ДНК по сравнению с нормальными мышами. Однако по мере взросления мышей различия становились более заметными. Повреждения ДНК начали накапливаться у мышей с дефицитом HDAC1, и они также потеряли часть своей способности модулировать синаптическую пластичность, изменяя силу связей между нейронами. У более старых мышей с дефицитом HCAC1 также обнаружены нарушения памяти и тестов пространственной навигации.
Мы рекомендуем: Деменция (старческое слабоумие), причины, симптомы, лечение.
Ученые обнаружили, что потеря HDAC1 привела к определенному типу повреждения ДНК, называемому 8-оксогуаниновыми изменениями, что является признаком окислительного повреждения ДНК. Исследования пациентов с болезнью Альцгеймера также выявили высокий уровень этого типа повреждения ДНК, которое часто вызвано накоплением вредных побочных продуктов метаболизма. Способность мозга удалять эти побочные продукты с возрастом часто снижается.
Фермент под названием OGG1 отвечает за восстановление этого типа окислительного повреждения ДНК, и ученые обнаружили, что HDAC1 необходим для активации OGG1. Когда HDAC1 отсутствует, OGG1 не включается и повреждения ДНК не восстанавливаются. Многие из генов, которые, по мнению ученых, наиболее подвержены этому типу повреждения, кодируют ионные каналы, которые имеют решающее значение для синаптической функции.
Лекарство от болезни Альцгеймера?
Несколько лет назад Цай и Стивен Хаггарти из Гарвардской медицинской школы начали поиск потенциальных химических веществ, которые могли бы активировать или ингибировать HDAC. В новом исследовании они описывают эффекты экзифона, которые они наблюдали у мышей, лишенных HDAC1.
Исследователи использовали экзифон для лечения двух различных мышей с болезнью Альцгеймера, а также здоровых пожилых мышей. Во всех случаях они обнаружили, что препарат снижает уровень окислительного повреждения ДНК в головном мозге и улучшает когнитивные функции мышей, включая память.
См. Также: Когда деменция - это не деменция
Экзифон был одобрен в 1980-х годах в Европе для лечения деменции, но позже был снят с продажи, поскольку у некоторых пациентов он вызывал повреждение печени.«Это исследование действительно позиционирует HDAC1 как потенциальную новую лекарственную мишень для возрастных фенотипов, а также нейродегенеративных патологий и фенотипов», - говорит Цай.
В настоящее время лаборатория Цая изучает, играют ли повреждение ДНК и HDAC1 также роль в формировании клубков тау-белка - неправильно свернутых белков в головном мозге, которые являются признаком болезни Альцгеймера и других нейродегенеративных заболеваний.
Исследование финансировалось Национальным институтом старения, Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта и премией Гленна за исследования биологических механизмов старения.
