Нейрофибриллярный клубок

Нейрофибриллярные клубки ( НФТ ) представляют собой внутриклеточные агрегаты гиперфосфорилированного тау-белка , которые наиболее широко известны как первичный биомаркер болезни Альцгеймера . Их присутствие также обнаружено при многих других заболеваниях, известных как таупатии . Мало что известно об их точной связи с различными патологиями.
Формирование
[ редактировать ]Нейрофибриллярные клубки образуются в результате гиперфосфорилирования белка, связанного с микротрубочками, известного как тау , что приводит к его агрегации или группировке в нерастворимой форме. (Эти скопления гиперфосфорилированного тау-белка также называют PHF, или « парные спиральные нити »). Точный механизм образования клубков до конца не изучен, хотя обычно признается, что клубки являются основным причинным фактором нейродегенеративных заболеваний. [1] [2]
Цитоскелетные изменения
[ редактировать ]были определены три различных состояния созревания NFT против тау и против убиквитина С помощью иммуноокрашивания . На стадии 0 имеются морфологически нормальные пирамидные клетки, демонстрирующие диффузное или мелкозернистое цитоплазматическое окрашивание анти-тау. Другими словами, клетки здоровы с минимальным присутствием тау; на 1 стадии нежные удлиненные включения окрашиваются тау -антителами (это ранние клубки); этап 2 представлен классической демонстрацией NFT с антитау-окрашиванием; стадия 3 иллюстрируется призрачными клубками (клубками вне клеток, где погиб нейрон -хозяин ), которые характеризуются сниженным анти-тау, но выраженным иммуноокрашиванием против убиквитина. [3]
Причины
[ редактировать ]
Мутировавший тау
[ редактировать ]Традиционное понимание состоит в том, что тау связывается с микротрубочками и способствует их самосборке, формированию и стабилизации. Однако когда тау гиперфосфорилируется, он не может связываться, и микротрубочки становятся нестабильными и начинают распадаться. Несвязанный тау слипается в образования, называемые нейрофибриллярными клубками. [4] Если говорить более конкретно, внутриклеточные повреждения, известные как препутанные клубки, развиваются, когда тау чрезмерно фосфорилируется по неправильным аминокислотным остаткам. Эти поражения со временем превращаются в нитевидные межнейрональные нейрофибриллярные клубки (НФТ), которые нарушают многочисленные внутриклеточные функции. В поисках надежной животной модели патологий, связанных с тау, исследователи экспрессировали человеческий мутантный ген тау P301L у взрослых мышей. В результате этого эксперимента образовались нейрофибриллярные клубки и предклубковые образования. [5] Мутантный тау-ген P301 человека связан с лобно-височной деменцией с паркинсонизмом, еще одной таупатией, связанной с NFT. Было обнаружено, что степень тау-патологии зависела от времени и уровня экспрессии генов. [6] В группах, получавших комбинацию промотора и энхансера в векторе, наблюдалось увеличение экспрессии тау уже через 3 недели после инъекции вектора, что измерялось с помощью вестерн-блоттинга . [6] В этих группах также наблюдалась большая патология по сравнению с группами с меньшей экспрессией мутантного тау. Кроме того, NFT были четко обнаружены с помощью иммуноэлектронной микроскопии через 4 месяца, но не через 2 месяца. Однако как через 2, так и через 4 месяца наблюдались структуры, похожие на клубки, что позволяет предположить, что формирование NFT не завершено к 4 месяцам и будет продолжать прогрессировать со временем. [6]
Черепно-мозговая травма
[ редактировать ]Предварительные исследования показывают, что отложения железа в результате кровоизлияний после черепно-мозговой травмы (ЧМТ) могут усиливать патологию тау . Хотя ЧМТ обычно не приводит к ускоренному образованию NFT, дальнейшая работа может определить, участвуют ли другие компоненты крови или факторы, не связанные с кровоизлияниями, в этом вызванном ЧМТ увеличении тау-патологии. [7] НФТ чаще всего наблюдаются при повторяющейся легкой ЧМТ, а не при одном случае тяжелой черепно-мозговой травмы. [8] Например, нейродегенеративное заболевание — хроническая травматическая энцефалопатия (ХТЭ), ранее называемая боксёрской деменцией , тесно связано с NFT и нейропиля нитями .
Алюминий
[ редактировать ]Идея о том, что существует связь между воздействием алюминия и образованием нейрофибриллярных клубков, в течение некоторого времени витала в научном сообществе, но не была окончательно доказана или проигнорирована. Недавно исследование, изучающее гиппокампа клетки CA1 у людей с болезнью Альцгеймера и без нее, показало, что небольшая часть пирамидных клеток содержит цитоплазматические пулы в своих сомах , содержащие ранние NFT. Эти цитоплазматические пулы представляют собой агрегаты комплекса алюминий/гиперфосфорилированный тау, подобные зрелым NFT. (Уолтон) [ указать ] Хотя связь между алюминием, NFT и AD сохраняется, есть свидетельства того, что алюминий не вызывает напрямую образование NFT или AD. [9] Однако утверждается, что хроническое потребление алюминия может вызвать болезнь Альцгеймера, разрушая микротрубочки в нитях. [10] [11]
Патология
[ редактировать ]Показано, что степень когнитивных нарушений при таких заболеваниях, как БА, значимо коррелирует с наличием нейрофибриллярных клубков. [12]
Потеря нейронов
[ редактировать ]Традиционно считается, что NFT играют важную роль в потере нейронов, но NFT являются ранним явлением при таких патологиях, как болезнь Альцгеймера, и по мере того, как образуется больше NFT, происходит значительно больше потерь нейронов. Однако было показано, что перед образованием нейрофибриллярных клубков происходит значительная потеря нейронов и что NFT составляют лишь небольшую часть (около 8,1%) этой потери нейронов. [13] В сочетании с долговечностью нейронов, содержащих NFT, вполне вероятно, что за основную часть потерь нейронов при этих заболеваниях ответственен какой-то другой фактор, а не образование нейрофибриллярных клубков.
Первичная возрастная таупатия в сравнении с классической болезнью Альцгеймера
[ редактировать ]В настоящее время неясно, является ли первичная возрастная таупатия (PART), термин, включающий некоторые случаи, ранее называвшиеся нейрофибриллярной деменцией с преобладанием клубков (NFTPD) или деменцией только с клубками, вариантом традиционной болезни Альцгеймера. болезнь или отдельная сущность. Распространение патологии НФТ, характеризующееся более поздним началом и более легкими когнитивными нарушениями, более тесно связано с таковым у долгожителей, у которых отсутствуют или ограничены когнитивные нарушения. NFT обычно ограничены аллокортикальными / лимбическими областями мозга с ограниченным прогрессированием в неокортекс , но с большей плотностью в аллокортикальной/гиппокампальной области. Бляшки, как правило, отсутствуют. [14] [15]
Болезнь Альцгеймера с сопутствующей деменцией с тельцами Леви (AD+DLB)
[ редактировать ]Степень вовлечения NFT в БА определяют по стадии Браака . Стадии I и II по Брааку используются, когда поражение НФТ ограничивается преимущественно трансэнторинальной областью мозга. Стадии III и IV показаны при поражении лимбических областей, таких как гиппокамп, а V и VI — при обширном поражении неокортекса. Это не следует путать со степенью вовлечения старческих бляшек , которая прогрессирует по-разному. [16]
Нейрофибриллярный клубок и модифицированные баллы Браака были ниже при AD+DLB, однако показатели неокортикального NFT демонстрируют заметно разные закономерности между AD+DLB и классической болезнью Альцгеймера. При чистом AD NFT преимущественно обнаруживаются с высокой частотой: при AD+DLB распределение частоты NFT оказалось бимодальным: NFT были либо частыми, либо небольшими, либо отсутствовали. Кроме того, частота неокортикального NFT в группе AD+DLB имела тенденцию соответствовать тяжести других типов тау -цитопатологии . [17]
Связь с агрессией и депрессией у людей, живущих с болезнью Альцгеймера
[ редактировать ]Недавнее исследование искало корреляцию между количественными аспектами болезни Альцгеймера (потеря нейронов, нейритные бляшки и нагрузка нейрофибриллярных клубков) и агрессией, часто встречающейся у пациентов с болезнью Альцгеймера. Установлено, что только увеличение нагрузки нейрофибриллярных клубков было связано с выраженностью агрессии и хронической агрессией у пациентов с болезнью Альцгеймера. [18] Хотя это исследование действительно указывает на корреляцию между нагрузкой NFT и тяжестью агрессии, оно не дает причинного аргумента.
Исследования также показали, что у пациентов с БА и коморбидной депрессией наблюдаются более высокие уровни образования нейрофибриллярных клубков, чем у людей с АД, но без депрессии. [19] Коморбидная депрессия увеличивала вероятность развития поздней стадии нейропатологического заболевания даже при контроле возраста, пола, образования и когнитивных функций. [19]
Уход
[ редактировать ]
Статины
[ редактировать ]статины Было показано, что уменьшают нагрузку на нейрофибриллярные клубки на моделях мышей, вероятно, из-за их противовоспалительных свойств. [20]
Циклинзависимая киназа 5
[ редактировать ]Циклин-зависимая киназа 5 (CDK5) представляет собой киназу, которая, как ранее предполагалось, способствует тау-патологиям. РНК-интерференцией Замалчивание гена CDK5, опосредованное (RNAi), было предложено в качестве новой терапевтической стратегии против тау-патологии, такой как нейрофибриллярные клубки. Было показано, что нокдаун CDK5 снижает фосфорилирование тау в первичных культурах нейронов и на моделях мышей. Более того, это подавление показало резкое уменьшение количества нейрофибриллярных клубков. Однако в таких состояниях, как болезнь Альцгеймера , только около 1% является наследственной, и поэтому РНКи-терапия может оказаться недостаточной для удовлетворения потребностей большинства людей, страдающих этим заболеванием. [21]
Литий
[ редактировать ]Было показано, что литий уменьшает фосфорилирование тау. [22] Было показано, что лечение литием снижает плотность нейрофибриллярных клубков на трансгенных моделях гиппокампа и спинного мозга . Несмотря на снижение плотности NFT, нарушения моторики и памяти не улучшились после лечения. Кроме того, у пациентов, проходящих курс лечения литием, не наблюдалось никаких профилактических эффектов. [22]
Куркумин
[ редактировать ]Было показано, что куркумин (как Лонгвида) уменьшает дефицит памяти и мономеры тау на животных моделях, однако никакие клинические испытания не показали, что куркумин удаляет тау из мозга. [23]
Другие условия
[ редактировать ]- Прогрессирующий надъядерный паралич [24] хотя с прямой нитью, а не PHF тау
- Пугилистическая деменция (хроническая травматическая энцефалопатия) [25]
- Лобно-височная деменция и паркинсонизм связаны с хромосомой 17, однако без обнаруживаемых β-амилоидных бляшек. [26]
- Болезнь Литико-Бодига (комплекс Паркинсона-деменции Гуама) [27]
- Ганглиоглиома и ганглиоцитома [28]
- Менингиоангиоматоз [29]
- Подострый склерозирующий панэнцефалит [30]
- А также свинцовая энцефалопатия , туберозный склероз , нейродегенерация, связанная с пантотенаткиназой , и липофусциноз. [31]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Алонсо Ад, Ли Б, Грундке-Икбал И, Икбал К (2008). «Механизм тау-индуцированной нейродегенерации при болезни Альцгеймера и связанных с ней таупатиях» . Текущие исследования болезни Альцгеймера . 5 (4): 375–384. дои : 10.2174/156720508785132307 . ПМИД 18690834 .
- ^ Бехарри С., Коэн Л.С., Ди Дж., Ибрагим К., Бриффа-Мирабелла С., Алонсо Ад (01.04.2014). «Тау-индуцированная нейродегенерация: механизмы и цели» . Неврологический бюллетень . 30 (2): 346–358. дои : 10.1007/s12264-013-1414-z . ISSN 1995-8218 . ПМЦ 5562659 . ПМИД 24733656 .
- ^ Банчер С., Бруннер С., Лассманн Х., Будка Х., Йеллингер К., Вич Г., Зейтельбергер Ф., Грундке-Икбал И., Вишневский Х.М. и др. (1989). «Накопление аномально фосфорилированного х предшествует образованию нейрофибриллярных клубков при болезни Альцгеймера». Мозговой Рес . 477 (1–2): 90–99. дои : 10.1016/0006-8993(89)91396-6 . ПМИД 2495152 . S2CID 23857381 .
- ^ Ли Х.Г., Перри Г., Морейра П.И., Гаррет М.Р., Лю К., Чжу XW и др. (2005). «Фосфорилирование тау при болезни Альцгеймера: возбудитель или защитник?». Тенденции молекулярной медицины . 11 (4): 164–169. doi : 10.1016/j.molmed.2005.02.008 . hdl : 10316/4769 . ПМИД 15823754 .
- ^ Китазава М., Медейрос Р., ЛаФерла FM (2012). «Трансгенные мышиные модели болезни Альцгеймера: разработка лучшей модели как инструмента для терапевтических вмешательств» . Текущий фармацевтический дизайн . 18 (8): 1131–1147. дои : 10.2174/138161212799315786 . ISSN 1381-6128 . ПМЦ 4437619 . ПМИД 22288400 .
- ^ Jump up to: а б с Кляйн Р.Л., Лин В.Л., Диксон Д.В., Льюис Дж., Хаттон М., Дафф К. и др. (2004). «Быстрое образование нейрофибриллярных клубков после локализованного переноса гена мутированного тау» . Американский журнал патологии . 164 (1): 347–353. дои : 10.1016/S0002-9440(10)63124-0 . ПМК 1602230 . ПМИД 14695347 .
- ^ Ёсияма Ю., Урю К., Хигучи М., Лонги Л., Гувер Р., Фудзимото С. и др. (2005). «Усиленное образование нейрофибриллярных клубков, церебральная атрофия и когнитивные нарушения, вызванные повторяющимся легким повреждением головного мозга на мышиной модели трансгенной таупатии. [Статья]». Журнал нейротравмы . 22 (10): 1134–1141. дои : 10.1089/neu.2005.22.1134 . ПМИД 16238489 . S2CID 24777670 .
- ^ ДеКоски С.Т., Икономович, доктор медицинских наук, Ганди С. (2010). «Черепно-мозговая травма - футбол, война и долгосрочные последствия». Медицинский журнал Новой Англии . 363 (14): 1293–1296. дои : 10.1056/NEJMp1007051 . ПМИД 20879875 .
- ^ Эдвардсон Дж.А., Кэнди Дж.М., Инс П.Г. и др. (2007). «Накопление алюминия, отложение β-амилоида и нейрофибриллярные изменения в центральной нервной системе». Симпозиум 169 Фонда Ciba - Алюминий в биологии и медицине . Симпозиумы Фонда Новартис. Том. 169. стр. 165–79. дои : 10.1002/9780470514306.ch10 . ISBN 978-0-470-51430-6 . ПМИД 1490421 .
{{cite book}}
:|journal=
игнорируется ( помогите ) - ^ Уолтон-младший (2013). «Участие алюминия в прогрессировании болезни Альцгеймера» . Журнал болезни Альцгеймера . 35 (1): 7–43. дои : 10.3233/JAD-121909 . ПМИД 23380995 .
- ^ Уолтон-младший (2014). «Хроническое потребление алюминия вызывает болезнь Альцгеймера: применение критериев причинности сэра Остина Брэдфорда Хилла» . Журнал болезни Альцгеймера . 40 (4): 765–838. дои : 10.3233/JAD-132204 . ПМИД 24577474 . S2CID 6650221 .
- ^ Браски М.Н., Кландер А.Д., Хаяши К.М., Протас Х., Кепе В., Миллер К.Дж. и др. (2010). «Визуализация бляшек и клубков и когнитивные функции при нормальном старении и болезни Альцгеймера. [Статья]» . Нейробиология старения . 31 (10): 1669–1678. doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2008.09.012 . ПМК 2891885 . ПМИД 19004525 .
- ^ Крил Дж.Дж., Патель С., Хардинг А.Дж., Холлидей Г.М. (2002). «Потери нейронов в гиппокампе при болезни Альцгеймера превышают образование внеклеточных нейрофибриллярных клубков. [Статья]». Акта Нейропатологика . 103 (4): 370–376. дои : 10.1007/s00401-001-0477-5 . ПМИД 11904757 . S2CID 12986021 .
- ^ Санта-Мария I, Хаджиаги А, Лю X, Вассершайд Дж, Нельсон П.Т., Дьюар К., Кларк Л.Н., Крери Дж.Ф. (ноябрь 2012 г.). «Гаплотип MAPT H1 связан с деменцией с преобладанием клубков» . Акта Нейропатол . 124 (5): 693–704. дои : 10.1007/s00401-012-1017-1 . ПМЦ 3608475 . ПМИД 22802095 .
- ^ Санта-Мария I, Хаджиаги, Айя, Лю, Синьминь, Вассершайд, Джессика, Нельсон, Питер Т., Дьюар, Кен, Кларк, Лоррейн Н., Крери, Джон Ф. (2012). «Гаплотип MAPT H1 связан с деменцией с преобладанием клубков» . Акта Нейропатологика . 124 (5): 693–704. дои : 10.1007/s00401-012-1017-1 . ПМЦ 3608475 . ПМИД 22802095 .
- ^ Браак Х, Браак Э (1991). «Нейропатологическая стадия изменений, связанных с болезнью Альцгеймера». Акта Нейропатологика . 82 (4): 239–59. дои : 10.1007/BF00308809 . ПМИД 1759558 . S2CID 668690 .
- ^ Гиринг М., Линн М. и Мирра С.С. (февраль 1999 г.). «Нейрофибриллярная патология при болезни Альцгеймера с тельцами Леви – Две подгруппы» . Архив неврологии . 56 (2): 203–208. дои : 10.1001/archneur.56.2.203 . ПМИД 10025425 .
{{cite journal}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Лай МКП, Чен С.П., Хоуп Т., Эсири ММ (2010). «Изменения нейрофибриллярных клубков гиппокампа и агрессивное поведение при деменции». НейроОтчет . 21 (17): 1111–1115. дои : 10.1097/WNR.0b013e3283407204 . ПМИД 20890229 . S2CID 14317916 .
- ^ Jump up to: а б Рапп М.А., Шнайдер-Бери М., Пурохит Д.П., Перл Д.П., Арутюнян В., Сано М. (2008). «Увеличение количества нейрофибриллярных клубков у пациентов с болезнью Альцгеймера с сопутствующей депрессией». Американский журнал гериатрической психиатрии . 16 (2): 168–174. дои : 10.1097/JGP.0b013e31816029ec . ПМИД 18239198 .
- ^ Боймель М., Григориадис Н., Лурбопулос А., Тулуми О., Розенманн Д., Абрамски О. и др. (2009). «Статины уменьшают нагрузку на нейрофибриллярные клубки в мышиной модели таупатии. [Статья]» . Журнал невропатологии и экспериментальной неврологии . 68 (3): 314–325. doi : 10.1097/NEN.0b013e31819ac3cb . ПМИД 19225406 .
- ^ Пьедрахита Д., Эрнандес И., Лопес-Тобон А., Федоров Д., Обара Б., Манджунат Б.С. и др. (2010). «Замалчивание CDK5 уменьшает нейрофибриллярные клубки у трансгенных мышей с болезнью Альцгеймера» . Журнал неврологии . 30 (42): 13966–13976. doi : 10.1523/JNEUROSCI.3637-10.2010 . ПМЦ 3003593 . ПМИД 20962218 .
- ^ Jump up to: а б Лерой К., Андо К., Херо К., Йилмаз З., Отелет М., Боейнэмс Дж.М. и др. (2010). «Лечение литием останавливает развитие нейрофибриллярных клубков у мутантных тау-трансгенных мышей с развитой нейрофибриллярной патологией» (PDF) . Журнал болезни Альцгеймера . 19 (2): 705–719. дои : 10.3233/JAD-2010-1276 . ПМИД 20110614 .
- ^ Ма QL, Цзо X, Ян Ф, Убеда О, Гант Д, Алавердян М, Тенг Е, Ху С, Чен П.П., Маити П., Тетер Б, Коул ГМ, Фраучи С.А. (2012). «Куркумин подавляет растворимые олигомеры тау и корректирует молекулярные шапероны, синаптические и поведенческие дефициты у пожилых трансгенных мышей с тау-тау» . Журнал биологической химии . 288 (6): 4056–65. дои : 10.1074/jbc.M112.393751 . ПМЦ 3567657 . ПМИД 23264626 .
- ^ Уильямс Д.Р., Лиз Эй.Дж. (2009). «Прогрессирующий супрануклеарный паралич: клинико-патологические концепции и проблемы диагностики». Ланцет Неврология . 8 (3): 270–9. дои : 10.1016/S1474-4422(09)70042-0 . ПМИД 19233037 . S2CID 1417930 .
- ^ Робертс Г.В. (1988). «Иммуноцитохимия нейрофибриллярных клубков при боксёрской деменции и болезни Альцгеймера: доказательства общего генеза». Ланцет . 2 (8626–8627): 1456–8. дои : 10.1016/S0140-6736(88)90934-8 . ПМИД 2904573 . S2CID 32662671 .
- ^ Сельское DJ, Подлисный М.Б. (2002). «Расшифровка генетической основы болезни Альцгеймера» . Ежегодный обзор геномики и генетики человека . 3 (1): 67–99. дои : 10.1146/annurev.genom.3.022502.103022 . ПМИД 12142353 .
- ^ Хоф П.Р., Нимчинский Е.А., Буэ-Шеррер В. и др. (1994). «Комплекс бокового амиотрофического склероза/паркинсонизма-деменции Гуама: количественная нейропатология, иммуногистохимический анализ уязвимости нейронов и сравнение с родственными нейродегенеративными расстройствами». Акта Нейропатол . 88 (5): 397–404. дои : 10.1007/BF00389490 . ПМИД 7847067 . S2CID 2821768 .
- ^ Брат DJ, Gearing M, Goldthwaite PT, Wainer BH, Burger PC (2001). «Тау-ассоциированная невропатология в опухолях ганглиозных клеток увеличивается с возрастом пациента, но, по-видимому, не связана с генотипом АроЕ». Невропатология и прикладная нейробиология . 27 (3): 197–205. дои : 10.1046/j.1365-2990.2001.00311.x . ПМИД 11489139 . S2CID 36482221 .
- ^ Халпер Дж., Шейтауэр Б.В., Окадзаки Х., Лоус-младший ER (1986). «Менингиоангиоматоз: отчет о шести случаях с особым упором на возникновение нейрофибриллярных клубков». Журнал невропатологии и экспериментальной неврологии . 45 (4): 426–46. дои : 10.1097/00005072-198607000-00005 . ПМИД 3088216 . S2CID 663552 .
- ^ Паула-Барбоса М.М., Брито Р., Сильва К.А., Фариа Р., Круз С. (1979). «Нейрофибриллярные изменения в коре головного мозга у больного подострым склерозирующим панэнцефалитом (ПСПЭ)». Акта Нейропатологика . 48 (2): 157–60. дои : 10.1007/BF00691159 . ПМИД 506699 . S2CID 36105401 .
- ^ Вишневски К., Джервис Г.А., Морец Р.К., Вишневски Х.М. (1979). «Нейрофибриллярные клубки Альцгеймера при заболеваниях, отличных от старческого и пресенильного слабоумия». Анналы неврологии . 5 (3): 288–94. дои : 10.1002/ana.410050311 . ПМИД 156000 . S2CID 25649751 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Патологическая страница о нейрофибриллярных клубках. Архивировано 24 сентября 2015 г. в Wayback Machine Университета Оклахомы.
- http://www.termedia.pl/magazine.php?magazine_id=20&article_id=5368&magazine_subpage=ABSTRACT
- https://web.archive.org/web/20051028184424/http://www.lifesci.sussex.ac.uk/home/Julian_Thorpe/ad_cyto.htm#tau
- Чтобы спутать клубки, нужен тау: бляшки, клубки и нейродегенеративные заболевания (требуется программное обеспечение для Flash-видео)
- Правда о нейрофибриллярных клубках (флэш-видео)
- Нейрофибриллярные клубки – определение (Flash-видео)
- Нейрофибриллярные клубки при болезни Альцгеймера (флэш-видео)