آخرین مطالب

چگونه چرخه اوره آستروسیتی در مغز، اختلال حافظه در بیماری آلزایمر را کنترل می کند


چرخه اوره آستروسیتی در مغز، اختلال حافظه در بیماری آلزایمر را کنترل می کند.

توالی یابی و تجزیه و تحلیل متابولیت RNA نسل بعدی نشان می دهد که متابولیسم اوره غیر حلقوی آستروسیت ها در شرایط واکنشی شبیه AD به حالت حلقوی تبدیل می شود. اعتبار: موسسه علوم پایه

تعداد سالمندانی که از بیماری آلزایمر رنج می برند در دهه های گذشته به سرعت در حال افزایش بوده است. برای مدت طولانی، دانشمندان بر این باور بودند که توده‌های پروتئین آمیلوئید بتا که به درستی تا شده نیستند، در مغز تجمع می‌یابند و پلاک‌هایی را تشکیل می‌دهند که منجر به از دست دادن حافظه و مرگ نورون‌ها می‌شود. با این حال، شکست‌های اخیر آزمایش‌های بالینی نشان‌دهنده نیاز مبرم به درک پیوند گمشده بین پلاک‌های پروتئین آمیلوئید-بتا و علائم بیماری است، پدیده‌ای که بیش از دهه‌ها مورد مطالعه قرار گرفته است.

محققان به رهبری مدیر سی جاستین لی از مرکز شناخت و اجتماعی در موسسه علوم پایه (IBS)، کره جنوبی، به طور گسترده به این موضوع پرداخته اند. اخیراً در سال 2020، این گروه در مجله منتشر شده است علوم اعصاب طبیعت سلول های ستاره ای شکل در مغز که آستروسیت نامیده می شوند، تا حد زیادی در بیماری آلزایمر و پیشرفت آن نقش دارند. با هدایت این کشف، این گروه به دنبال کشف بیشتر ارتباط مولکولی زیربنایی پاسخ آستروسیتی بود.

پس از مطالعه مسیرهای سلولی اولیه و چگونگی تغییر آنها در آستروسیت های ستاره ای شکل مغز، تیم IBS اکنون حلقه گمشده را پیدا کرده است: تبدیل آمیلوئید بتا به اوره در مغز.

چرخه اوره به طور گسترده ای به عنوان یک مسیر متابولیک اصلی در کبد و کلیه ها، به عنوان بخشی از فرآیندهای گوارشی و دفعی، مورد مطالعه و درک قرار گرفته است. در کبد، چرخه اوره آمونیاک را که یک محصول سمی حاصل از هضم پروتئین است، به اوره تبدیل می کند که به راحتی توسط کلیه ها به صورت ادرار دفع می شود. با کمال تعجب، مطالعات قبلی افزایش اوره در مغز بیماران آلزایمر را گزارش کرده‌اند که باعث شد تیم IBS به این فکر کند که آیا چرخه اوره نقشی در آسیب‌شناسی این بیماری دارد یا خیر. آنها در کمال تعجب دریافتند که چرخه اوره در آستروسیت‌های مغز بیماری آلزایمر “روشن” می‌شود تا دانه‌های سمی آمیلوئید بتا را پاک کرده و آنها را به شکل اوره حذف کند.

با این حال، این به آن اندازه که به نظر می رسد مفید نیست. این گروه دریافتند که روشن شدن چرخه اوره باعث تولید اورنیتین می شود، متابولیت دیگری که در سلول تجمع می یابد و باید پاکسازی شود. آستروسیت های سخت کوش آنزیم اورنیتین دکربوکسیلاز 1 (ODC1) را در این شرایط تولید می کنند تا با اورنیتین انباشته شده مقابله کرده و آن را به پوترسین تبدیل کنند. این در نتیجه سطوح انتقال دهنده عصبی γ-آمینوبوتیریک اسید (GABA) و همچنین محصولات جانبی سمی مانند پراکسید هیدروژن (H) را افزایش می دهد.2O2) و آمونیاک در مغز.

چرخه اوره آستروسیتی در مغز، اختلال حافظه در بیماری آلزایمر را کنترل می کند.

PyrPeg، ترکیبی که به طور خاص پلاک‌های آمیلوئید بتا انباشته شده را رنگ می‌کند، نشان می‌دهد که از بین رفتن ODC1 مخصوص آستروسیت، تعداد پلاک‌های آمیلوئید را در مغز مدل موش AD کاهش می‌دهد (سمت چپ). مهار عصبی (بالا سمت راست) با خاموش کردن ODC1 بازیابی می شود، همانطور که می توان با تعداد سنبله های تولید شده در تزریق فعلی در هیپوکامپ مشاهده کرد. بازیابی از دست دادن حافظه را می توان در عملکرد بهبود یافته ماوس AD خاموش شده با ODC1 در تست اجتناب غیرفعال (پایین سمت راست) مشاهده کرد. اعتبار: موسسه علوم پایه

این آمونیاک بیشتر به چرخه اوره باز می گردد و این روند را ادامه می دهد و باعث تجمع بیشتر و بیشتر محصولات جانبی سمی می شود. سطوح بالای GABA آزاد شده توسط این آستروسیت ها یک اثر مهاری بر انتقال عصبی دارد و به از دست دادن حافظه در بیماری آلزایمر کمک می کند.

در مطالعه فوق در سال 2020 توسط این گروه، مشخص شد که پراکسید هیدروژن عامل اصلی ایجاد واکنش‌پذیری شدید آستروسیت‌های بیمار است که باعث مرگ سلول‌های عصبی می‌شود. اکنون، یافته های جدید این مطالعه دقیقاً توضیح می دهد که چگونه افزایش GABA، H2Oو آمونیاک به از دست دادن حافظه و مرگ سلول های عصبی مرتبط با بیماری آلزایمر کمک می کند و آن را تشدید می کند.

نویسنده اول جو یون ها بیان کرد که “سال هاست دانشمندان در مورد نقش مفید و مضر آستروسیت های فعال بحث می کنند و با یافته های این مطالعه، گروه ما می تواند به وضوح چرخه اوره مفید و تبدیل مضر آن را مشخص کند. اورنیتین به پوترسین و گابا، در نتیجه شواهدی از ماهیت دوگانه آستروسیت ها در مغز بیماری آلزایمر ارائه می دهد.

این گروه برای بهره برداری از این دانش جدید بیشتر آزمایش کردند. آنها دریافتند که خاموش کردن ژن اختصاصی آستروسیت آنزیم Ornithine Decarboxylase 1 در یک مدل موش تراریخته با بیماری آلزایمر قادر به توقف تولید بیش از حد GABA و مهار عصبی در هیپوکامپ مغز موش است. این حیوانات در کارهای رفتاری مرتبط با حافظه بهتر عمل کردند و تقریباً به طور کامل از از دست دادن حافظه مرتبط با AD پس از ناک دان ODC1 بهبود یافتند. علاوه بر این، تعداد پلاک های آمیلوئید-بتا در مغز موش خاموش شده با ژن ODC1 به طور قابل توجهی کمتر بود، که نشان می دهد چرخه اوره برای پاک کردن پروتئین انباشته بدون ایجاد تجمع محصولات جانبی مضر مانند H موثرتر عمل می کند.2O2، گابا و آمونیاک.

لی، نویسنده مسئول این مطالعه خاطرنشان کرد: با نتایج این مطالعه، ما در نهایت توانستیم مسیری را که پلاک‌های آمیلوئید-بتا را به واکنش‌پذیری آستروسیتی مرتبط می‌کند، ترسیم کنیم، و برای اولین بار حضور یک چرخه اوره عملکردی در آستروسیت‌های فعال را آشکار کنیم. ما همچنین متوجه افزایش سطح آنزیم ODC1 در مغز بیماران مبتلا به AD انسان شدیم که امکان ترجمه نتایج حاصل از مطالعه موش ما به انسان را افزایش داد و نشان داد که ODC1 ممکن است یک هدف درمانی جدید و قدرتمند در برابر این بیماری باشد که مهار آن می تواند از بین برود. پلاک های آمیلوئید بتا و همچنین حافظه را بهبود می بخشد.

این تحقیق در متابولیسم سلولی.


سلول های بنیادی خطر ژنتیکی ابتلا به بیماری آلزایمر را مدل می کنند


اطلاعات بیشتر:
Yeon Ha Ju و همکاران، چرخه اوره Astrocytic آمونیاک مشتق شده از Aβ را سم زدایی می کند و در عین حال حافظه را در بیماری آلزایمر مختل می کند. متابولیسم سلولی (2022). DOI: 10.1016/j.cmet.2022.05.011

ارائه شده توسط موسسه علوم پایه

نقل قول: چگونه چرخه اوره آستروسیتی در مغز اختلال حافظه را در بیماری آلزایمر کنترل می کند (2022، 22 ژوئن) در 22 ژوئن 2022 از https://medicalxpress.com/news/2022-06-astrocytic-urea-brain-memory-impairment بازیابی شده است. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.