Užląstelinis tau baltymas ir pirminė neuronų fagocitozė

Abstract

Tauopatijos – tai grupė neurodegeneracinių ligų, kurių vystymasis yra susijęs su patologiniais tau (angl. tubulin associated protein) baltymo pokyčiais. Sergantiems tauopatijomis yra būdingi negrįžtami, neuronų nykimo ir neurouždegimo sąlygoti, pažintinių ir motorinių funkcijų sutrikimai. Pasaulyje sparčiai daugėjant Alzheimerio ir kitomis neurodegeneracinėmis ligomis sergančiųjų skaičiui, šių ligų vystymosi molekulinių mechanizmų tyrimai tampa svarbia mokslinių tyrimų sritimi. Viduląsteliniai iš hiperfosforilinto tau baltymo sudaryti agregatai yra laikomi pagrindiniu tauopatijų požymiu, tačiau pastaraisiais metais daugėja duomenų, kad šių ligų vystymesi dalyvauja ir užląstelinis tau baltymas, o tarpinės oligomerinės tau baltymo formos yra ypač toksiškos smegenų ląstelėms. Nors tau baltymo patologiniai pokyčiai yra plačiai nagrinėjami, visgi neuronų ir smegenų imuninių ląstelių – mikroglijos – sąveikos mechanizmai yra mažai ištirti. Šio tyrimo tikslas buvo ištirti užląstelinio tau baltymo poveikį neuronams ir įvertinti mikroglijos reikšmę patologinių procesų vystymuisi. Tyrimas atliktas naudojant pirminių žiurkių neuronų-glijos ląstelių kultūrų modelį. Fluorescencinės / konfokalinės mikroskopijos ir fluorimetrinės analizės metodai buvo taikomi norint nustatyti ląstelių (neuronų) žūties tipą bei neuronų pašalinimo signalo perdavimą. Tyrimuose buvo naudojamas rekombinantinis žmogaus tau baltymas, įvairūs farmakologiniai junginiai (slopikliai) ir antikūnai. Nustatyta, kad rekombinantinis tau baltymas (ilgiausia izoforma tau2N4R) aktyvuoja mikrogliją ir skatina ją proliferuoti bei fagocituoti gyvybingus neuronus, skleidžiančius „suvalgyk-mane“ (angl. eat-me) signalą, t. y. sukelia neuronų fagoptozę, arba pirminę fagocitozę. Tiriant šio reiškinio signalinį kelią, nustatyta, kad užląstelinis tau2N4R baltymas aktyvuoja mikroglijos ląsteles per TLR4 (angl. Toll-like 4) receptorius, kurie savo ruožtu dalyvauja kaspazės-1 aktyvacijoje. TLR4 blokavimas (anti-TLR4 antikūnais) ir kaspazės-1 slopikliai (YVAD-CHO ir VX-765) pasižymi neuroapsauginiu poveikiu, stabdančiu tau2N4R baltymo sukeltą gyvybingų neuronų nykimą ir mikroglijos ląstelių proliferaciją. Be to, nustatyta, kad tau2N4R baltymas skatina aktyvių deguonies formų susidarymą mikroglijos ląstelėse, o superoksido susidarymą katalizuojančios NADPH oksidazės nuslopinimas (GSK2795039) apsaugo nuo tau2N4R sukelto neurotoksiškumo. Apibendrinant, gauti rezultatai rodo, kad užląstelinis tau2N4R baltymas sukelia nuo mikroglijos ląstelių priklausomą neuronų nykimą, kuriame dalyvauja TLR4 receptoriai, kaspazė-1 ir NADPH oksidazė.