مطالعه به تأثیر مضر APOE4 بر لیپیدها اشاره می کند

سارا کوهن، محقق دانشکده پزشکی UNC، دکترا، و ایان ویندهام، دانشجوی سابق دکترا از آزمایشگاه کوهن، کشف جدیدی در مورد آپولیپوپروتئین E (APOE) – بزرگترین عامل خطر ژنتیکی دیررس بیماری آلزایمر – انجام داده‌اند.

افراد مسنی که یک نوع ژنتیکی به نام APOE4 را از والدین خود به ارث برده‌اند، دو یا سه برابر بیشتر در معرض خطر ابتلا به بیماری عصبی دیررس هستند. اگر محققان بتوانند نحوه تأثیر APOE4 بر سلول‌های مغز را بهتر درک کنند، ممکن است به آنها کمک کند تا درمان‌های مؤثری طراحی کنند و مکانیسم‌هایی را که باعث افزایش خطر بیماری می‌شوند، هدف قرار دهند.

کوهن و ویندهام یک مطالعه استثنایی کامل و طولانی مدت را برای درک و تجسم بهتر رابطه بین APOE4، بیماری آلزایمر و مولکول های چربی به نام لیپیدها در مغز انجام دادند.

کوهن، استادیار زیست شناسی و فیزیولوژی سلولی و نویسنده ارشد در مقاله منتشر شده در این مقاله می گوید: “ما کشف کردیم که سلول های مغزی موسوم به آستروسیت ها آسیب پذیرتر هستند و حتی ممکن است زمانی که APOE4 مراکز ذخیره سازی لیپید آنها را احاطه کرده است دچار اختلال شوند.” مجله زیست شناسی سلولی. این مکانیسم می تواند توضیح دهد که چرا APOE4 دقیقاً خطر ابتلا به آلزایمر را در سطح سلولی افزایش می دهد.

نقش لیپیدها در مغز

شصت درصد توده خشک مغز از لیپیدها تشکیل شده است که نقش مهمی در مغز دارند، مانند ذخیره انرژی سلولی و تشکیل میلین، ماده ای که نورون ها را احاطه کرده و عایق می کند. لیپیدها را می توان در محفظه های مخصوص ذخیره چربی که به عنوان قطرات چربی در آستروسیت ها شناخته می شوند، یافت.

هر چقدر هم که مفید باشند، لیپیدها نیز می توانند در صورت مناسب بودن شرایط سمی شوند. نورون ها هنگام هیجان یا استرس، لیپیدهای سمی را در محیط آزاد می کنند. آستروسیت ها وظیفه تمیز کردن لیپیدهای سمی شناور آزاد و جلوگیری از تجمع آنها در مغز را دارند.

اگر آستروسیت ها به هر طریقی آسیب ببینند یا از کار بیفتند، نمی توانند وظایف پاکسازی خود را انجام دهند. در نتیجه، سایر سلول‌های مغزی به نام میکروگلیا نیز نمی‌توانند پلاک‌های آمیلوئید بتا را در مغز تمیز کنند که عامل دیگری برای بیماری آلزایمر است.

مشاهده APOE در زمان واقعی

APOE توسط آستروسیت ها تولید می شود. مانند تاکسی یا اوبر، این پروتئین بر آزادسازی و انتقال لیپیدها بین انواع سلول در مغز نظارت دارد. ویندهام و کوهن می خواستند ببینند دقیقاً با لیپیدهای آستروسیت ها چه اتفاقی می افتد. Windham رهبری این اتهام را بر عهده داشت و یک سیستم برچسب‌گذاری و برچسب‌گذاری ایجاد کرد که به آن‌ها اجازه می‌داد تا باطن آستروسیت‌ها را زیر میکروسکوپ ببینند.

برچسب گذاری APOE با پروتئین فلورسنت سبز به ما این امکان را می دهد که مکان های مختلفی را که APOE در داخل سلول های زنده می رود، ببینیم.

ایان ایندهام، هم اکنون دانشجوی فوق دکترا در دانشگاه راکفلر و اولین نویسنده مقاله

این تیم ابتدا به آستروسیت ها اسید اولئیک، یک اسید چرب امگا 9 که به طور طبیعی در بدن تولید می شود، تغذیه کردند. این تیم با استفاده از یک میکروسکوپ، تشکیل معمول قطرات چربی را مشاهده کردند. APOE4 در کمال تعجب، مانند آهنربا روی قطرات چربی چسبیده و شکل و اندازه قطرات را تغییر داد.

برای محققان کاملاً مشخص شد که APOE4 می‌تواند از ترشح فرار کند، خود را در داخل آستروسیت‌ها قفل کند و به قطرات چربی درون آستروسیت‌ها مهاجرت کند. Windham و Cohen فرض می کنند که ترکیب تغییر یافته قطرات چربی می تواند باعث اختلال عملکرد آستروسیت شود و بر توانایی میکروگلیا در پاکسازی آمیلوئید بتا تأثیر بگذارد.

لیپیدها: مرز بعدی

با این حال، برای دانستن جزئیات باید تحقیقات بیشتری انجام شود. کوهن امیدوار است که یافته های آنها بر نقش قطرات چربی در بیماری آلزایمر و سایر بیماری های عصبی تاکید بیشتری داشته باشد.

کوهن می‌گوید: «در اولین مقاله آلوئیس آلزایمر، او سه ویژگی بیماری‌های عصبی را شرح داد: پلاک‌های بتا آمیلوئید، گره‌خوردگی تاو و تجمع چربی‌ها. “دو مورد اول توجه زیادی را به خود جلب کرده اند. مرز بعدی لیپیدها هستند. با توجه به اینکه APOE بزرگترین عامل خطر ژنتیکی است، ما فکر می کنیم که سرنخ هایی را برای چگونگی تناسب لیپیدها در داستان در اختیار دارد.”