Липиды и белки восстановят мозг после ишемического инсульта
Исследователи из Токийского медицинского стоматологического университета (TMDU) обнаружили, какие липиды и белки, синтезируемые окружающими ишемический очаг здоровыми нейронами, снижают воспаление и восстанавливают пораженные, но не погибшие от гипоксии нейроны. Исследование опубликовано в журнале Neuron.
Секреция белка PLA2G2E из поврежденных нейронов при ишемическом инсульте стимулирует синтез жирных кислот DGLA и 15-HETrE, запускающих процессы регенерации с помощью «толчка» белка транскрипции Padi4. Сredit: Akari Nakamura et al / Neuron 2023
Ишемический инсульт – это острое нарушение мозгового кровообращения, возникающее в результате проблем с поступлением крови в мозг, что приводит к гибели нервных клеток в месте «ядра» и их оглушением в месте пенумбры – тканях мозга, окружающих ядро. Если кровообращение не восстанавливается в короткий срок, то ядро «разрастается», и гибнет все большее количество клеток. Эта патология опасна для жизни пациентов и может приводить к стойким функциональным нарушениям мозга.
Авторы работы из Японии установили, что после повреждения нервной ткани вырабатывается большое количество белков и липидов, которые регулируют процессы воспаления. Они исследовали количественные изменения в выработке белковых и липидных метаболитов у мышей после ишемического инсульта и выявили, что уровни жирной кислоты, называемой дигомо-γ-линоленовой кислотой (DGLA), и ее производных увеличились в несколько раз после инсульта. Также выросло количественное содержание фермента PLA2GE2 – фосфолипазы A2 группы IIE.
Этот белок способствует повышению дигомо-γ-линоленовой кислоты. Его дефицит приводил к усилению воспаления, снижению производства веществ, стимулирующих восстановление нейронов и большей деструкции ткани. Команда ученых в данный момент продолжает искать новые молекулярные мишени для PLA2GE2/DGLA.
«Когда мы изучали гены, экспрессируемые у мышей с недостатком PLA2GE2, мы обнаружили низкий уровень белка, называемого пептидиларгининдейминазой 4 (PADI4). PADI4 — это белок, ответственный за регуляцию силы и объема воспаления. Примечательно, что именно экспрессия PADI4 у мышей ограничивала степень повреждения тканей и воспаления после ишемического инсульта», — отмечают авторы работы.
Кроме того, исследователи выявили, что PADI4 усиливает транскрипции генов (то есть их «считывание»), кодирующих белки, которые необходимы для регенерации тканей мозга. PADI4 как бы запускает весь сигнальный путь, вовлеченный в процесс регенерации.
Большую часть исследования провели на пораженном ишемическим инсультом мозге мышиной модели. Тем не менее похожий путь восстановления, вероятно, существует и у людей, поскольку исследователи обнаружили, что нейроны, окружающие очаг поражения, экспрессируют PLA2G2E и PADI4 у людей в том числе.
Авторы считают, что описанный механизм регенерации тканей мозга после ишемического инсульта поспособствует разработке веществ, усиливающих эффекты белка PADI4, который уже в свою очередь будет стимулировать восстановление пациентов.
Текст: Сергей Глебов
PLA2G2E-mediated lipid metabolism triggers brain-autonomous neural repair after ischemic stroke by Akari Nakamura et al, Neuron (2023).