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 Сотрудники Центра языка и мозга НИУ ВШЭ приняли участие в редкой для детской нейрохирургии операции с пробуждением у 11-летнего пациента с фармакорезистентной эпилепсией. Совместно с врачами НПЦ специализированной медицинской помощи детям имени В.Ф. Войно-Ясенецкого в Солнцево они сопровождали удаление участка левой височной доли, где был выявлен эпилептический очаг.
Провинция Цзянсу была процветающим центром медицинской практики в Китае во времена династии Мин (1368-1644 годы нашей эры). Микроскопический анализ крошечных частиц на поверхности хирургических ножниц и пинцета из гробницы китайского врача помог выявить следы вещества, получаемого из ядовитого растения, которое, по мнению исследователей, применялось как местная анестезия во время операций.
Анализ ДНК и изотопный анализ зубов показали, что мужчина генетически был связан с саамскими популяциями, но часть жизни провел за пределами Финляндии — возможно, в Исландии. Авторы нового исследования пришли к выводу, что на рубеже XVI-XVII веков саамские сообщества не были изолированы, как предполагали многие исследователи. Люди путешествовали на далекие расстояния и поддерживали контакты с дальними регионами Северной Атлантики.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
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