Как мутации кальциевых каналов приводят к когнитивной дисфункции

Важные новости

Как происходят мутации кальциевых каналов приводят к когнитивной дисфункции» /></p>
<p> Рабочая модель действия кальция в дендритных шипиках dlPFC III слоя, демонстрирующая функциональный интерактом, связанный с кальцием. Фото: <i>JAMA Psychiatry</i> (2024). DOI: 10.1001/jamapsychiatry.2024.1112 </p>
<p>Новое исследование Йельской школы медицины показало, что нейроны, отвечающие за высшие когнитивные функции и являющиеся мишенью патологий при болезни Альцгеймера и психических расстройствах, таких как шизофрения, экспрессируют обогащение кальцием- родственные белки, что помогает объяснить их уязвимость к болезням.</p>
<p>Этот вывод основан на предыдущих исследованиях, которые установили, что изменения в гене, известном как CACNA1C, связаны с повышенным риском когнитивных нарушений и психических заболеваний.</p>
<p>CACNA1C кодирует кальциевые каналы, которые обеспечивают поступление ионов кальция в нейроны. В течение многих лет исследователи знали, что мутации в этом гене, которые могут создавать больше этих кальциевых каналов, повышают риск когнитивных расстройств, но они не понимали, почему это увеличение вредно для префронтальной коры, которая генерирует более высокие познавательные способности и исполнительные функции.</p>
<p>Теперь команда Йельского университета обнаружила, что чрезмерная активация кальциевых каналов в префронтальной коре связана со снижением активности нейронов, что, в свою очередь, препятствует познанию. Исследователи опубликовали свои выводы в журнале <i>JAMA Psychiatry</i>.</p>
<p>«Попытка выяснить, что вызывает эти сложные когнитивные расстройства, является огромной проблемой, особенно когда они атакуют наши недавно развившиеся цепи мозга — вы не можете просто имитировать это в блюде», — говорит Эми Арнстен, доктор философии, Альберт. Профессор нейробиологии Э. Кент, старший автор исследования.</p>
<p>«Подобные исследования — это одни из редких мостов между молекулярной биологией и симптомами, которые мы наблюдаем у людей, позволяющие нам понять, что представляют собой эти цепи. необходимость нормально функционировать, а также их уязвимости.»</p>
<h2>Связь между кальцием и абстрактным мышлением</h2>
<p>Чтобы узнать больше о том, как мутации CACNA1C могут увеличить риск когнитивных расстройств, исследователи обратили свое внимание на группу клеток, известных как пирамидные клетки III слоя. Это нейроны префронтальной коры, которые очень важны для исполнительных функций мозга, таких как абстрактное мышление и рабочая память. Эта группа клеток уязвима к атрофии и нейродегенерации, в то время как, что интересно, их ближайшие соседи обычно остаются незатронутыми.</p>
<p>Команда Арнстена использовала различные методы, включая проведение транскриптомного анализа (исследования всех молекул РНК в клетке) пирамидных клеток человека и животных, чтобы исследовать восприимчивость этих нейронов к дисфункции и их потенциальную связь с изменением CACNA1C. Исследователи обнаружили, что эти нейроны имеют признаки, указывающие на высокий уровень кальция, включая сборку белков, связанных с кальцием.</p>
<p>Затем команда приступила к более углубленным исследованиям этих молекул, в том числе на животных моделях. Их результаты показывают, что повышенное содержание кальция в пирамидных клетках необходимо для более высокого уровня когнитивных функций.</p>
<p>«Мы обнаружили доказательства того, что этим нейронам требуется более высокий уровень кальция, чтобы поддерживать свою активность в течение многих секунд и представлять информацию, которая на самом деле не происходит», — говорит Арнстен. «Это основа абстрактного мышления».</p>
<p>Затем исследователи ввели в префронтальные нейроны препарат, имитирующий реакцию на стресс. Они обнаружили, что стресс активирует кальциевые каналы, которые, в свою очередь, открывают близлежащие калиевые каналы, чтобы остановить активацию нейронов.</p>
<p>«У вас когда-нибудь было пусто в голове, когда вы получали плохие новости или вам приходилось выступать перед публикой?» — сказал Арнстен. «Вероятно, это связано с этим механизмом».</p>
<h2>Подсказки для лечения шизофрении и болезни Альцгеймера</h2>
<p>Эти результаты имеют важное клиническое значение для понимания патологий когнитивных расстройств, включая шизофрению и болезнь Альцгеймера, как из них характеризуются выраженной дисфункцией префронтальной коры.</p>
<p>Предыдущие исследования показали, например, что мутации CACNA1C, приводящие к увеличению функции, повышают риск шизофрении. Исследование предлагает доказательства того, что увеличение количества кальция в результате этих мутаций может привести к атрофии, связанной с этим заболеванием.</p>
<p>Кроме того, транскриптомный анализ команды показал, что пирамидные клетки содержат кальбиндин, кальцийсвязывающий белок, который играет важную роль в поддержании гомеостаза кальция. Однако со временем этот важный баланс может быть нарушен старением или воспалением.</p>
<p>Предыдущие исследования показали, что повышенный уровень кальция может способствовать развитию тау-патологии, характерной для болезни Альцгеймера, при которой тау-белки гиперфосфорилируются и образуют клубки в головном мозге. Таким образом, по мере того как пирамидные клетки префронтальной коры стареют и теряют кальбиндин, они становятся уязвимыми для нейродегенеративного расстройства.</p>
<p>Арнстен надеется, что эти открытия приведут к лучшему пониманию и, в конечном итоге, к более эффективному лечению этих состояний.< /p> </p>
<p> «Мы обнаружили важную информацию о том, какие клетки мозга наиболее уязвимы, а какие устойчивы», — говорит она. «Если мы сможем узнать, почему определенные клетки уязвимы, это также даст нам представление о том, как их защитить».</p>
<p><strong>Дополнительная информация:</strong> Дибьядип Датта и др. , Ключевые роли CACNA1C/Cav1.2 и CALB1/Calbindin в префронтальных нейронах, измененных при когнитивных расстройствах, <i>JAMA Psychiatry</i> (2024). DOI: 10.1001/jamapsychiatry.2024.1112 </p>
<p><strong>Информация журнала:</strong> JAMA Psychiatry Предоставлено Йельским университетом</p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости