Шанхайские ученые обнаружили «тормозной» ген, который потенциально может остановить прогрессирование болезни Альцгеймера. Для этого с помощью инновационной технологии они создали первую в мире функциональную карту регуляторных «переключателей» в астроцитах — клетках, которые защищают и поддерживают нейроны головного мозга. Однако при болезни Альцгеймера астроциты могут перестать функционировать должным образом и ускорять гибель нервных клеток.
Чтобы предотвратить эту опасную трансформацию, нужно выявить «переключатели», контролирующие астроциты, — так называемые факторы транскрипции. В человеческом организме их насчитывается более тысячи, и определить критически важные — непростая задача.
В ходе исследования специалисты разработали платформу для высокопроизводительного секвенирования in vivo («в естественных условиях») — процесса определения нуклеотидной последовательности ДНК непосредственно в живом организме. Она позволяет проводить масштабный анализ функций белков. С помощью аденоассоциированных вирусов команда исследователей доставила в астроциты мозга мыши «пакеты инструкций», содержащие почти тысячу факторов транскрипции. Каждый из них был снабжен уникальным штрихкодом.
Затем испытатели применили технологию секвенирования отдельных клеток, чтобы одновременно проанализировать почти 400 тыс. астроцитов и связать состояние каждой клетки с конкретным фактором транскрипции, который она получила. Такой подход позволил создать первую функциональную карту регуляторных «переключателей» в астроцитах in vivo.
Эта карта — как карта сокровищ, она помогает ученым быстро находить основные регуляторы-кандидаты, которые могут предотвратить нарушение функций астроцитов. Мы выявили 39 молекул-кандидатов и после тестирования обнаружили самый мощный «мастер восстановления» — транскрипционный фактор Ferd3l.
Чтобы подтвердить полученные результаты, исследователи протестировали ген на мышах, у которых была смоделирована болезнь Альцгеймера. В итоге у животных, получавших лечение, значительно улучшились когнитивные функции, и в тестах на распознавание предметов и прохождение лабиринта они показали результаты, близкие к показателям здоровых особей.
Дальнейший анализ показал, что Ferd3l помогает астроцитам восстановить здоровое взаимодействие с нейронами и микроглией — основными иммунными клетками мозга — и наладить порядок и взаимодействие в нарушенной среде мозга. Результаты работы также позволяют определить круг потенциальных мишеней для лекарственных препаратов при неврологических заболеваниях.
Ранее мы рассказывали, что биопсия кишечника может выявить риск деменции задолго до появления симптомов.
