Белок UCHL1 играет ключевую роль в восстановлении мозга после инсульта

Исследование группы ученых из Питсбурга показало, что мозговой белок UCHL1 имеет ключевое значение для восстановления нервных клеток после повреждения в результате инсульта. Результаты этой работы могут помочь в создании новых методов лечения, которые ускорят реабилитацию пациентов при помощи стимулирования естественного процесса восстановления мозга.

«Существующие методы лечения инсульта весьма эффективны, но лечение следует начинать в первые же часы после инсульта, тогда как большинство пациентов по разным причинам не могут получить помощь достаточно оперативно. Поэтому существует явная потребность в новых подходах, которые смогут улучшить восстановление спустя несколько дней после того, как пациент перенес инсульт, – говорит один из авторов работы Стивен Грэм (Steven Graham), профессор неврологии в Медицинской школе Питтсбургского университета. – Мы считаем, что нам удалось определить белок, который лежит в основе восстановления мозга после инсульта, что делает его привлекательной целью для разработки лекарств».

Убиквитин карбокси-терминальная гидролаза-1 (UCHL-1) – это фермент, который очень активен в мозге, где занят удалением аномальных белков. Ранее отмечалась связь мутаций в гене, кодирующем UCHL1, с нарушениями двигательных функций у людей. Предыдущее исследование, проведенное в лаборатории Стивена Грэма, показало, что циклопентеноновые простагландины – молекулы жирных кислот, высвобождающиеся в нервных клетках после инсульта, связываются с UCHL1 и нарушают его работу.

Для нынешней работы была специально создана линия генетически модифицированных мышей, у которых в ген UCHL1 были внесены изменения, сделавшие этот белок устойчивым к воздействию циклопентеноновых простагландинов. Затем ученые хирургически смоделировали эффект инсульта как у генно-инженерных, так и у обычных мышей, чтобы сравнить, как восстанавливаются их нервные клетки.

Оказалось, что при устойчивом варианте UCHL1 повреждается гораздо меньше аксонов – длинных отростков нервных клеток, составляющих так называемое «белое вещество» в мозге. Дальнейшие эксперименты показали, что поддержание активности UCHL1 после инсульта помогло сохранить функцию нейронов и мозговой ткани путем активации механизмов клеточного восстановления, которые быстро уничтожали поврежденные белки, предотвращая дальнейшую гибель нейронов. У мышей с устойчивой формой UCHL1 быстрее восстанавливалось равновесие и другие двигательные функции.

«В то время как большинство методов лечения инсульта направлены на предотвращение гибели нейронов, сохранение целостности аксонов и уменьшение повреждений белого вещества могут быть не менее важными для быстрого выздоровления. И UCHL1 – центральный игрок в этом процессе», – говорит Стивен Грэм. Авторы исследования сейчас работают над созданием новых лекарств, которые предотвратили бы связывание циклопентеноновых простагландинов с UCHL1, или над заменой поврежденных молекул UCHL1 аналогом, который можно было бы вводить пациенту внутривенно.

Результаты исследования опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.