Регуляция свойств амилоид-деградирующих ферментов

Как уже отмечалось ранее, изучение регуляции экспрессии и активности амилоид-деградирующих ферментов и поиск путей их повышения является сейчас одним из перспективных направлений в области профилактики и терапии БA. Одним из приемов является повышение уровня экспрессии НЕП и других амилоид-деградирующих ферментов с помощью вирус-направленной доставки генов этих ферментов в структуры мозга, где наблюдается дефицит их активности. С использованием как адено-, так и лентивирусных векторов ряду авторов удалось добиться повышения активности НЕП и, соответственно, снижения уровня содержания Aβ в клетках мозга трансгенных мышей. Хотя генная терапия является перспективным подходом, альтернативные методы повышения активности амилоид-деградирующих ферментов могут оказаться более доступными и менее дорогостоящими. Так, например, Т. Саито и соавторы предложили путь повышения уровня экспрессии НЕП с помощью его субстратов, используя механизм обратной связи. Среди таких соединений наиболее перспективным оказался соматостатин. В наших исследованиях было показано, что другой субстрат НЕП, а именно синтетический агонист опиоидных рецепторов DAGO, также способен повышать уровень экспрессии и активности НЕП и ЭКФ в нейрональных клетках. Также весьма перспективным является применение природных антиоксидантов, в частности катехинов зеленого чая, которые способны активировать НЕП. Эффективными с точки зрения повышения активности ИДФ являются такие биологически активные соединения, как тиазолидиндион розиглитазон, а также динорфин В-9. Согласно нашим исследованиям, синтетические геропротекторные пептиды вилон и эпиталон также способны повышать уровень экспрессии НЕП и ИДФ и предотвращать их снижение, вызванное гипоксией. Эти пептиды также оказывают влияние на активность и секрецию АХЭ и БуХЭ и активность α-секретазы.

Новым направлением на пути создания средств, повышающих уровень экспрессии НЕП и непосредственно связанных с продуктами метаболизма АРР, является обнаруженный Шеклером и соавторами принцип регуляции гена НЕП С-концевым фрагментом АРР, AICD. Наличие такого эндогенного механизма обеспечивает клеткам возможность повышения уровня экспрессии амилоид-деградирующих ферментов при повышении скорости образования Aβ из APP при действии γ-секретазы. Хотя детальный механизм действия AICD пока полностью не изучен, нами было показано, что в клетках нейробластомы NB7, имеющих высокий уровень экспрессии НЕП, AICD непосредственно связан с промотором его гена, и транскрипционный фактор Fe65 принимает участие в этом взаимодействии (рис. 5). Дальнейшие исследования показали, что транскрипционно активный AICD, способный повышать уровень экспрессии НЕП, образуется только из нейрональной изоформы APP645 в процессе его амилоидогенного расщепления β- и γ-секретазами. Свои регуляторные свойства AICD, вероятнее всего, выполняет посредством связывания с субъединицей Medl2 РНК-полимеразного комплекса. Как оказалось, совершенно сходным образом происходит регуляция и гена транстиретина (TTP). В процессе связывания AICD с промоторами генов НЕП и TTP происходит конкурентное замещение присутствующих там гистондеацетилаз HDAC1 и HDAC3 и изменение характера ацетилирования гистонов хроматина (рис. 6). Ингибиторы гистондеацетилаз (в частности вальпроат натрия) также оказались способными в существенной степени повышать экспрессию НЕП и восстанавливать снижение его активности, вызванное гипоксией. Инъекции вальпроата натрия также восстанавливали плотность синаптических контактов и устраняли нарушения памяти, вызванные пренатальной гипоксией. На модели трансгенных мышей, моделирующих БA, было подтверждено, что инъекции вальпроата натрия приводят к снижению накопления депозитов Aβ в ткани мозга и восстановлению когнитивного дефицита. В этой связи также необходимо упомянуть, что введение вальпроата натрия действительно изменяет характер ацетилирования гистонов хроматина нервных клеток, а ряд психических нарушений, например при алкоголизме, характеризуются изменениями организации хроматина. В совокупности эти данные позволяют предположить, что изучение изменений в структуре хроматина клеток нервной ткани в процессе старения и при развитии нейродегенеративных заболеваний является еще одним перспективным направлением в исследовании патогенеза БА и создании адекватных средств его профилактики и лечения (см. рис. 6).