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 Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Полифенолы и другие соединения заваренного кофе в лабораторной модели связывались с ядерным рецептором NR4A1, который участвует в ответе клеток на стресс, воспаление и повреждение. Вещества меняли активность рецептора и тормозили рост опухолевых клеток, а при подавлении рецептора эффект слабел. Ученые предложили молекулярное объяснение части полезных эффектов кофе, но не проверяли их у людей.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Генетика интеллекта сложна и связана с разными психоневрологическими состояниями. Оказалось, то, что повышает эрудицию, может ухудшать способность решать творческие задачи, — и наоборот. Причем паттерны этих связей уникальны для каждого диагноза.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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