С помощью радиоактивной метки ученые проследили, как мозг избавляется от холестерина
Позитронно-эмиссионную томографию вместе с новой молекулярной меткой 18F-Cholestify впервые использовали для визуализации процесса выведения холестерина из человеческого мозга. Этот новый инструмент пригодится для изучения механизмов развития неврологических расстройств, включая болезнь Альцгеймера, а также поиска методов их лечения.
Нарушения метаболизма холестерина связаны с развитием целого ряда болезней — не только сердечно-сосудистой системы, но и, скажем, затрагивающих головной мозг. Обмен холестерина в этом органе устроен очень сложно, но особенно важным считают выведение этого вещества из нейронов. Его осуществляет фермент-цитохром P450 46A1 — один из множества цитохромов, который работает именно в нервной системе.
Этот фермент также называют холестерин-24S-гидроксилазой, или CYP46A1. Он катализирует превращение холестерина в 24S-гидроксихолестерин и тем самым способствует его удалению.
Медикам и ученым важно знать, настолько интенсивно мозг избавляется от холестерина и как на это влияют различные внешние факторы. Однако ранее методов визуализации концентрации этого важного метаболита в мозге они не имели.
Пробел восполнили авторы новой статьи в Science Translational Medicine, большая международная команда исследователей. Они создали и успешно испытали новую молекулярную метку, которая специфически связывает CYP46A1 и подходит для визуализации активности этого фермента с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ).
Метка получила название 18F-Холестифай (18F-Cholestify, 18F-CHL-2205). Это небольшая молекула содержит легко отслеживаемый радиоизотоп фтор-18 — она прочно и избирательно связывается с активным центром цитохрома CYP46A1.
С помощью радиоактивного сигнала от фтора-18 (используя метод авторадиографии) и вестерн-блоттинга исследователи установили: после введения 18F-Холестифай хорошо проникает в мозг мышей, крыс и макак-резусов. Метка особенно активно накапливается в коре больших полушарий, гиппокампе и таких анатомических структурах мозга, как скорлупа и хвостатое ядро.
В то же время в мозге мышей с нокаутированным (то есть «выключенным») геном цитохрома CYP46A1 или после химического ингибирования фермента 18F-Холестифай почти не задерживался.
Авторы исследования также испытали новую метку на людях. Четырем мужчинам и четырем женщинам в возрасте 22-31 года ввели 18F-Холестифай и сделали им ПЭТ головного мозга. Молекула-метка хорошо накапливалась в коре больших полушарий, таламусе и базальных ганглиях — тех частях мозга, где цитохром CYP46A1 экспрессируется особенно сильно.
Известно, что у людей с умеренными когнитивными нарушениями (которые могут сигнализировать о начале заболевания, в том числе болезни Альцгеймера) в спинномозговой жидкости повышается уровень метаболита холестерина — 24-гидроксихолестерина, а также особой патологической формы тау-белка (p-tau181).
Новая методика позволит эффективно визуализировать первые признаки приближающейся болезни непосредственно в мозге, задолго до появления первых симптомов и с хорошей детализацией.
«Раньше мы могли только отметить активность CYP46A1, померив концентрацию 24-гидроксихолестерина в спинномозговой жидкости; теперь новый лиганд (молекула со специфическим связыванием. — Прим. ред.) позволит исследователям получать карту его пространственного распространения в мозге», — рассказал Микаэл Симонс (Mikael Simons) из Технического университета Мюнхена (Германия).
Ученый полагает, что высокая скорость метаболизма холестерина у трансгенных мышей, служащих моделью болезни Альцгеймера (животные линии 3xTg), может быть связана с нейродегенеративным процессом в их мозге. Происходящая при этом гибель нейронов приводит к разрушению клеточных мембран, которые, как известно, содержат большое количество холестерина. Тот попадает наружу, и цитохрому CYP46A1 приходится активнее от него избавляться.
Исследователи также отметили любопытные половые различия в распределении 18F-Холестифай. Оказывается, в скорлупе и хвостатом ядре женского мозга метка накапливалась быстрее — по-видимому, это связано с большей скоростью метаболизма холестерина в норме.
Telegram 
Дзен 
VK Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Мы много знаем о том, как цивилизации до нас строили дома и дороги, но с объектами материальной культуры дела обстоят сложнее. Ремесленные техники часто хранились в строгом секрете и могли быть случайно утрачены при неудачном стечении обстоятельств. Так случилось с ювелирной техникой цзинь чжэ сы.
Японские исследователи выловили у берегов Окинавы пластиковую бутылку с узким горлышком, внутри которой сидел большой живой краб. В итоге ученые смогли найти ответы на несколько возникших в связи с этой находкой вопросов: как краб попал в бутылку, сколько там находился и как ему удалось выжить?
Ученые Южного федерального университета исследовали новую светочувствительную молекулу и обнаружили, что она ведет себя совсем не так, как ожидалось. Благодаря необычным свойствам она может стать основой для создания умных материалов, сенсоров и лекарств, которые будут активироваться светом именно там, где нужно, например, для борьбы с опасными бактериями.
Авторы нового исследования провели сравнительный анализ видов паукообразных и выяснили, какие эволюционные и биомеханические факторы делают одних пауков быстрыми, а других — медленными. Параллельно ученые выделили из этой группы рекордсмена по скорости перемещения.
Сотрудники факультета экономических наук НИУ ВШЭ показали, что точность прогноза рождаемости в России можно улучшить почти в полтора раза, если добавить в модель динамику поисковых запросов по темам, связанным с беременностью и родами. В наиболее эффективных моделях ошибка прогноза снижается с 4,6 до 3,2%.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии