Vědci identifikují novou dendritickou nanotubulární síť v mozku, která může přispět k Alzheimerově chorobě

Neurony v mozku spolu komunikují prostřednictvím synapsí – body pro připojení, které umožňují průchod elektrických a chemických signálů. V neneuronálních buňkách bylo zjištěno, že přímé spojení buněk-buňky se vyskytují s pomocí struktur nanotrubiček. Zejména tunelové nanotrubice (TNT) vykazovaly výměnu materiálu v některých typech buněk. Tyto TNT byly zdokumentováno U disociovaných neuronů v mozku, ale jejich přítomnost a funkce ve zralých mozkových neuronech byla nejasná.

Skupina vědců nyní identifikovala nový typ nanotrubice, který se zdá, že působí jako druh mostu, přepravuje materiály mezi dendrity – rozvětvené projekce na neurony. Studie, Publikováno v VědaPopisuje, co skupina nazývá „dendritické nanotrubice“ nebo DNT a jejich možný vztah k akumulaci peptidové amyloid-beta (Ap), který je vidět u Alzheimerovy choroby choroba.

DNT byly nejprve identifikovány v myší a lidské mozkové tkáni pomocí superreresoluční mikroskopie (DSRRF) a elektronové mikroskopie. DNT bohaté na aktin byly pozorovány spojující dendrity v myši a lidské kůře. Pro odlišení DNT od jiných dendritických struktur používal tým specializované zobrazování a strojové učení-Analýza založená.

„Klasifikace založená na strojovém učení potvrdila, že jejich tvar byl odlišný od tvaru synaptických struktur. V kultivovaných neuronech jsme pozorovali tyto nanotrubice, které se tvoří dynamicky a potvrdili, že mají odlišnou vnitřní strukturu a odlišují je od ostatních neuronálních rozšíření,“ píšou autoři studie.

Tyto nanotrubice se také chovaly jinak než známější TNT. DNT nevykazovaly tunelové chování, které TNT používají k transportu materiálů. Místo toho byly konce uzavřeny, a tak jim vydělaly trochu odlišné jméno. Přesto DNT provedly transportní materiály, jako jsou ionty vápníku a malé molekuly.

Vědci chtěli zjistit, zda jsou Nanotrubice by transportoval amyloid-beta, aby posoudil, zda jsou schopni přispívat k nástupu nebo progresi Alzheimerovy choroby. Za tímto účelem vložili amyloid-beta do neuronu do jednoho z plátků mozku myši. Zjistili, že DNT šíří amyloidní beta peptidy do okolních neuronů. Aby potvrdili, že DNT byly zodpovědné za šíření, poté inhibovaly tvorbu nanotrubic, což pak snížilo šíření amyloidní beta.

Tým provedl výpočetní modely, aby posoudil dopad Amyloid-beta převod. Zjistili, že hustota DNT se zvyšuje před tvorbou amyloidního plaku u Alzheimerových modelových myší, což naznačuje roli u časného onemocnění.

„Zjistili jsme, že síť nanotrubic byla výrazně změněna na začátku nemoci, ještě před tvorbou amyloidních plaků, charakteristického znaku reklamy. výpočetní model podpořila tato zjištění a předpovídala, že nadměrná aktivace v nanotrubiční síti by mohla urychlit toxickou akumulaci amyloidu ve specifických neuronech, čímž poskytuje mechanistické spojení mezi změnami nanotrubic a progresí patologie AD, “vysvětlují.

O těchto nově nalezených strukturách však moc není známo. Budoucí práce může pomoci určit, jaké další role mohou hrát ve funkci mozku a nemoci. Tato práce nabízí některé cenné nové poznatky o tom, jak se Alzheimerova choroba může rozšířit na buněčné úrovni a otevírat cesty pro včasnou intervenci, když je lépe pochopena.

© 2025 Science X Network