Группа ученых из Медицинского центра Колумбийского университета (Columbia University Medical Center) во главе с лауреатом Нобелевской премии Эриком Канделем (Eric Kandel), MD, доказала, что важнейшую роль в возрастной потери памяти играет дефицит белка RbAp48 в гиппокампе. Не менее важен и тот вывод ученых, что эта форма потери памяти обратима. В ходе исследований, проведенных на посмертных образцах человеческого мозга и на мышах, получены самые убедительные доказательства того, что возрастная потеря памяти и болезнь Альцгеймера – совершенно разные состояния.

Лауреат Нобелевской премии Эрик Кандель
(Eric Kandel), MD, содиректор Института
нейробиологии и поведения Мортимера Б.
Цукермана (The Mortimer B. Zuckerman Mind
Brain Behavior Institute) Колумбийского
университета, директор Института наук о
мозге Кавли (The Kavli Institute for Brain Science).
(Фото: sfari.org)

«Наше исследование предоставляет убедительные доказательства того, что возрастная потеря памяти является самостоятельным синдромом, независимым от болезни Альцгеймера. Помимо значения для изучения, диагностики и лечения нарушений памяти эти результаты важны для общественного здравоохранения», – считает профессор Кандель, удостоенный в 2000 году Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытия, связанные с молекулярными основами памяти.

Гиппокамп, область мозга, состоящая из нескольких взаимосвязанных субобластей с разными нейронными популяциями, играет жизненно важную роль в процессе запоминания информации. Исследования показали, что болезнь Альцгеймера нарушает память, прежде всего, за счет воздействия на энторинальную кору – область мозга, являющуюся основным проводником информации в гиппокамп. Ранее считалось, что возрастная потеря памяти является ранним проявлением болезни Альцгеймера, но все растущее количество данных говорит о том, что это отдельный процесс, влияющий на зубчатую извилину, субобласть гиппокампа, получающую информацию непосредственно из энторинальной коры.

Однако до сих пор никому не удалось определить специфические молекулярные дефекты, вовлеченные в возрастную потерю памяти у человека, и целью данного исследования было найти прямые доказательства того, что возрастная потеря памяти отличается от болезни Альцгеймера.

Исследователи начали с анализа экспрессии генов клеток мозга из посмертных образцов ткани зубчатой извилины восьми человек в возрасте от 33 до 88 лет, ни один из которых не страдал заболеваниями мозга. Кроме того, они проанализированы клетки их энторинальной коры, служившие контролем, так как эта структура мозга, являющаяся местом начала болезни Альцгеймера, не изменяется в процессе старения. Анализ указал на 17 генов-кандидатов в клетках зубчатой извилины, которые могут быть связаны со старением. Наиболее значительные изменения произошли в гене RbAp48, экспрессия которого с возрастом неуклонно снижалась.

Чтобы определить, играет ли RbAp48 активную роль в возрастной потере памяти, исследователи обратились к экспериментам на мышах. Первым вопросом было, подавляется ли экспрессия ли RbAp48 у старых мышей. Генетическое подавление RbAp48 в мозге здоровых молодых мышей вызывало ту же картину, что наблюдалась у старых мышей (оценка проводилась на основе тестов на распознавание новых объектов и результатов прохождения водного лабиринта). Прекращение подавления RbAp48 возвращало животным нормальную память.

Функциональная МРТ мышей с заблокированным RbAp48 показала избирательный эффект этой генетической модификации на зубчатую извилину, аналогичный наблюдаемому на МРТ-сканах старых мышей, обезьян и человека. Эффект подавления RbAp48 на зубчатую извилину сопровождался дефектами в молекулярных механизмах, аналогичными обнаруженным у старых мышей. После прекращения подавления RbAp48 профили МРТ и механистические дефекты у мышей возвращались к норме.

Усиление экспрессии белка RbAp48 улучшает память у старых мышей дикого типа. На снимке желтым показан повышенный уровень RbAp48 в зубчатой извилине.
(Фото: Elias Pavlopoulos, Ph.D./Columbia University Medical Center)

В другом эксперименте на старых мышах ученые усилили экспрессию RbAp48 в клетках зубчатой извилины. Результаты, показанные животными в тестах на память, не только повысились, но и оказались сопоставимы с результатами молодых мышей.

«Тот факт, что нам удалось повернуть вспять процесс возрастной потери памяти у мышей, очень обнадеживает» – считает доктор Кандель. «Конечно, вполне возможно, что этой форме потери памяти способствуют и другие изменения в зубчатой извилине. Но, по крайней мере, это показывает, что данный белок является одним из основных факторов, и это говорит о том, что возрастная потеря памяти обусловлена функциональными изменениями в определенных нейронах. В отличие от болезни Альцгеймера здесь нет значительной потери нейронов».

Наконец, данные исследования свидетельствуют о том, что белок RbAp48 опосредует свои эффекты, по крайней мере, частично, через путь PKA-CREB1-CBP, играющий важную роль в возрастной потери памяти у мышей. Исследователи считают, что RbAp48 и путь PKA-CREB1-CBP являются удобными мишенями для терапевтического вмешательства. Как показали эксперименты, вещества, стимулирующие этот путь, смягчают возрастную дисфункцию гиппокампа у грызунов.

Будут ли эти соединения работать в организме человека, неизвестно. Но, с более общей точки зрения, для разработки эффективных вмешательств необходимо сначала найти правильную мишень. Теперь у ученых есть хорошая мишень, а созданные ими мыши дают прекрасную возможность вести поиск эффективных методов лечения, будь то фармацевтические препараты, биологически активные добавки или физические и умственные упражнения.

Оригинальная статья: Molecular Mechanism for Age-Related Memory Loss: The Histone-Binding Protein RbAp48