Neurofibrillært virvar

Neurofibrillære sammenfiltringer  er proteinaggregationer fundet i hjernen ved Alzheimers sygdom [1] , som først blev beskrevet af Alois Alzheimer i en obduktionsanalyse af hjernevævet hos en af ​​hans patienter. Det er blevet vist, at sammenfiltringer dannes af hyperphosphoryleret tau-protein og er placeret i hjerneneuroner . Det er ikke klart, om disse ophobninger er en af ​​de vigtigste patologiske faktorer eller spiller en mindre fremtrædende rolle i patogenesen. Neurofibrillære sammenfiltringer findes også i andre patologier kaldet taupatier .

Formation

Neurofibrillære sammenfiltringer dannes ved hyperphosphorylering af tau , et mikrotubuli-associeret protein . Fosforylering fører til proteinaggregering og omdanner det til en uopløselig form. Den nøjagtige mekanisme for spiraldannelse er ikke kendt.

Ændringer i cytoskelettet

Ved anvendelse af metoden til immunfarvning blev tre stadier af dannelsen af ​​et neurofibrillært virvar identificeret. I trin 0 farves morfologisk normale pyramidale neuroner diffust med anti -tau- antistoffer . Med andre ord er cellerne sunde, og tilstedeværelsen af ​​tau er minimal. På trin 1 vises tynde lange indeslutninger , farvet med antistoffer mod tau-proteinet (disse er tidlige spoler). Fase 2 er karakteriseret ved klassiske neurofibrillære sammenfiltringer. På trin 3 er neuronen allerede død, og filtrene er placeret uden for cellen. På dette stadium er farvning for tau-protein reduceret, men farvning for ubiquitin er forbedret [2] .

Årsager

Tau mutation

Det antages traditionelt, at tau-protein binder til mikrotubuli og deltager i deres dannelse og stabilisering. Men når det hyperphosphoryleres, kan proteinet ikke udføre sin funktion, mikrotubulierne bliver ustabile og begynder at gå i opløsning. Ubundet tau-protein danner klynger, som kaldes neurofibrillære sammenfiltringer [3] . Dette skyldes overdreven (hyper-) phosphorylering af tau-proteinet, som ofte kan tilskrives forkerte aminosyrerester .

Traumatisk hjerneskade

Traumatisk hjerneskade kan være en af ​​faktorerne i dannelsen af ​​neurofibrillære sammenfiltringer [4] . Hyperfosforylering findes ofte i centralnervesystemet efter gentagen traumatisk hjerneskade [5] . Den nøjagtige mekanisme, der forbinder traumatisk hjerneskade med tau-hyperfosforylering, er stadig uklar [4] .

Tungmetaller

Adskillige undersøgelser har vist, at forskellige metaller såsom kviksølv [6] , arsen [7] , bly [8] , aluminium [9] øger niveauet af hyperphosphoryleret tau-protein.

Patologi

Det har vist sig, at graden af ​​kognitiv svækkelse ved sygdomme som Alzheimers sygdom signifikant korrelerer med tilstedeværelsen af ​​neurofibrillære sammenfiltringer [10] . Nogle forfattere har dog foreslået, at dannelsen af ​​neurofibrillære sammenfiltringer ikke har nogen kausal (årsags) sammenhæng med udviklingen af ​​sygdomme. Tværtimod kan neurofibrillære sammenfiltringer være en kompenserende reaktion på oxidativ stress og udføre en beskyttende funktion. Denne påstand er baseret på flere fakta. For det første kan nogle neuroner, der indeholder neurofibrillære sammenfiltringer, overleve i årtier [3] . For det andet er neurofibrillære sammenfiltringer blevet fundet hos raske individer, derfor er neurofibrillære sammenfiltringer ikke direkte forbundet med neuronal degeneration.

Behandling

Statiner har vist sig at reducere antallet af neurofibrillære sammenfiltringer i en musemodel for tauopati [11] . Cyclin-afhængig kinase 5 (CDK5) er en kinase , der menes at være involveret i tauopati. RNA-interferens kan være en af ​​strategierne til behandling af taupatier, da det reducerer ekspressionen af ​​CDK5-genet. Knockdown af CDK5-genet reducerede tau-phosphorylering i cellekultur og i musemodeller. Derudover reducerede et fald i ekspressionen af ​​dette gen antallet af neurofibrillære sammenfiltringer [12] .

Lithiumpræparater

Lithiumpræparater reducerer tau-phosphorylering og neurofibrillær virvaretæthed i hippocampus og rygmarven i musemodeller [13] . Gendannelse af arbejdshukommelse og motoriske funktioner hos mus efter et forløb med lithiumpræparater fandt dog ikke sted.

Noter

  1. Strukov A.I. , Serov V.V. Sygdomme i centralnervesystemet // Patologisk anatomi: lærebog . - 5. udg. - M. : Littera, 2010. - S. 591. - 848 s.
  2. Bancher, C. Akkumulering af unormalt phosphoryleret τ går forud for dannelsen af ​​neurofibrillære sammenfiltringer ved Alzheimers sygdom  : [ eng. ]  / C. Bancher, C. Brunner, H. Lassmann … [ et al. ] // Hjerneforskning  : tidsskrift - 1989. - Vol. 477, nr. 1-2 (januar). - S. 90-99. — ISSN 0006-8993 . - doi : 10.1016/0006-8993(89)91396-6 . — PMID 2495152 .
  3. ↑ 1 2 Lee H. et al. Tau-phosphorylering ved Alzheimers sygdom: patogen eller beskytter?  (engelsk)  // Trends in Molecular Medicine. - 2005-01-04. — Bd. 11 , nr. 4 . — S. 164-169 . — ISSN 1471-4914 . - doi : 10.1016/j.molmed.2005.02.008 .
  4. ↑ 1 2 Lucke-Wold BP et al. Forbindelse af traumatisk hjerneskade til kronisk traumatisk encefalopati: Identifikation af potentielle mekanismer, der fører til udvikling af neurofibrillær virvar  //  Journal of Neurotrauma. — 2014-07-01. — Bd. 31 , nr. 13 . — S. 1129-1138 . — ISSN 0897-7151 . - doi : 10.1089/neu.2013.3303 . Arkiveret fra originalen den 25. marts 2022.
  5. Mannix R. et al. Kliniske korrelater i en eksperimentel model for gentagen mild hjerneskade  //  Annals of Neurology. — 2013-07-01. — Bd. 74 , nr. 1 . - S. 65-75 . — ISSN 1531-8249 . doi : 10.1002 / ana.23858 . Arkiveret fra originalen den 22. oktober 2017.
  6. Olivieri G. et al. Kviksølv inducerer cellecytotoksicitet og oxidativt stress og øger beta-amyloid sekretion og tau-phosphorylering i SHSY5Y neuroblastomceller  //  Journal of Neurochemistry. — 2000-01-01. — Bd. 74 , nr. 1 . — S. 231-236 . — ISSN 0022-3042 . Arkiveret fra originalen den 16. december 2015.
  7. Vahidnia A. et al. Arseninduceret neurotoksicitet i forhold til toksikokinetik: virkninger på iskiasnerveproteiner  (engelsk)  // Kemisk-biologiske interaktioner. — 2008-11-25. — Bd. 176 , nr. 2-3 . — S. 188-195 . — ISSN 1872-7786 . - doi : 10.1016/j.cbi.2008.07.001 . Arkiveret fra originalen den 16. december 2015.
  8. Bihaqi SW , Zawia NH Forstærket taupati og AD-lignende patologi i ældre primathjerne årtier efter infantil eksponering for bly (Pb  )  // Neurotoksikologi. — 2013-12-01. — Bd. 39 . - S. 95-101 . — ISSN 1872-9711 . — doi : 10.1016/j.neuro.2013.07.010 . Arkiveret fra originalen den 15. december 2015.
  9. Shin RW et al. En ny trivalent kationchelator Feralex dissocierer binding af aluminium og jern forbundet med hyperphosphoryleret tau af Alzheimers sygdom  //  Brain Research. - 2003-01-24. — Bd. 961 , nr. 1 . - S. 139-146 . — ISSN 0006-8993 . Arkiveret fra originalen den 15. december 2015.
  10. Braskie MN et al. Plak- og virvareafbildning og kognition ved normal aldring og Alzheimers sygdom  //  Neurobiology of Aging. — Bd. 31 , nr. 10 . — S. 1669-1678 . - doi : 10.1016/j.neurobiolaging.2008.09.012 . Arkiveret fra originalen den 27. juni 2018.
  11. Boimel M. et al. Statiner reducerer den neurofibrillære sammenfiltringsbyrde i en musemodel for tauopati  //  Journal of Neuropathology and Experimental Neurology. - 01-03-2009. — Bd. 68 , nr. 3 . — S. 314-325 . — ISSN 0022-3069 . - doi : 10.1097/NEN.0b013e31819ac3cb .
  12. Piedrahita D. et al. Silencing af CDK5 reducerer neurofibrillære sammenfiltringer i transgene Alzheimers mus  //  The Journal of neuroscience: det officielle tidsskrift for Society for Neuroscience. — 2010-10-20. — Bd. 30 , nej. 42 . - P. 13966-13976 . — ISSN 0270-6474 . - doi : 10.1523/JNEUROSCI.3637-10.2010 . Arkiveret 25. maj 2021.
  13. Leroy K. et al. Lithiumbehandling standser udviklingen af ​​neurofibrillære sammenfiltringer hos mutante tau-transgene mus med avanceret neurofibrillær patologi  //  Journal of Alzheimers disease: journal. - 2010. - Bd. 19 , nr. 2 . — S. 705-719 . - doi : 10.3233/jad-2010-1276 .