Ученые продемонстрировали роль ТАМ-рецепторов в апоптозе — контролируемом удалении лишних и мертвых нервных клеток головного мозга. Блокирование работы этих белков в микроглии ведет к быстрому накоплению таких нейронов и замедлению нейродегенеративных процессов. Исследование опубликовано в журнале Nature.

ТАМ-рецепторы (Tyro3, Axl и Mer) – семейство протеинкиназ, регулирующих процессы обновления тканей взрослого организма. Белки Mer и Axl позволяют макрофагам распознавать и ежедневно поглощать миллиарды мертвых клеток нашего тела, которые тут же заменяются новыми. Их первооткрыватель и главный исследователь, американский биолог Грегори Лемке (Gregory Lemke) показал, что ТАМ-рецепторы действуют в тканях иммунной, репродуктивной, сердечно-сосудистой и нервной систем, в гемопоэтических клетках.

В своей новой работе Лемке и его команда предположили, что активность ТАМ-рецепторов затрагивает и головной мозг – прежде всего, процессы, развивающиеся в зубчатой извилине гиппокампа и субвентрикулярной зоне. В этих областях нейрогенез продолжается всю жизнь, и на этом фоне активно происходит уничтожение поврежденных нейронов: по данным Лемке с соавторами, до 80% новорожденных клеток быстро удаляется макрофагами. Показано, что выжившие новые нейроны у мышей из субвентрикулярной зоны затем мигрируют в обонятельную луковицу.

Зеленый флуоресцентный белок показывает скопления мертвых нейронов в субвентрикулярной зоне головного мозга подопытных (Axl/Mer-дефицитных) мышей. В норме здесь не должно быть ни одного зеленого участка. Salk Institute

«Чистку» нейронов и синапсов центральной нервной системы производят специализированные макрофаги – клетки микроглии. Они составляют до 10% общей численности клеток мозга и удаляют лишние, старые и поврежденные нейроны в ходе процессов синаптического прунинга (удаление «лишних» связей между нейронами головного мозга при его созревании). Клетки микроглии несут два ТАМ-рецептора (Axl и Mer), тогда как третий (Tyro3) присутствует в нейронах.

Лемке и его коллеги получили ГМ-линии мышей, микроглия которых лишена рецепторов Axl и Mer, и выяснили, что это ведет к быстрому росту числа мертвых нейронов в субвентрикулярной зоне и в гиппокампе. Авторы считают, что то же происходит и в других частях головного мозга, однако в областях активного нейрогенеза накопление мертвых клеток идет намного быстрее, и любое замедление в их уничтожении легче заметить.

Это делает ТАМ-рецепторы перспективными мишенями для лечения нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Паркинсона. В этом направлении ученые уже провели первые опыты, используя модельную линию мышей, страдающих наследственным (семейным) паркинсонизмом в результате нарушения функции белка SNCA и живущих не долее 8–10 месяцев. Оказалось, что если у таких мышей «нокаутировать» гены Axl и Mer, продолжительность их жизни растет, а нейродегенеративные процессы замедляются. Ученые предполагают, что это связано с повышенным количеством деградировавших нейронов в их мозге. Отсутствие Axl и Mer позволяет этим клеткам сохраниться на месте и, так или иначе, но продолжать свою работу.

Ученые также рассмотрели изменения в росте нейронов у мышей с микроглией без рецепторов Axl и Mer. Отсутствие этих белков привело к резкому (на 70%) увеличению миграции новых нервных клеток в обонятельную луковицу. Как этот факт сказывается на обонянии животных, неясно, однако он показывает, что функции ТАМ-рецепторов выходят за пределы простого удаления мертвых нейронов, и они могут широко участвовать в синаптическом прунинге.

Несколько месяцев назад выяснилось, что нарушения синаптического прунинга могут лежать в основе развития шизофрении. Возможно, определенную роль в этом процессе могут играть и три ТАМ-рецептора – и Лемке с соавторами стоило протестировать своих мышей на соответствующие когнитивные нарушения.

Автор: Роман Фишман