ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПАТОГЕНЕЗЕ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА

Полный текст:


Аннотация

Болезнь Альцгеймера (БА) — нейродегенеративное заболевание, которое становится причиной деменции на фоне атрофических изменений мозга. Различают две формы БА: наследственную (НФБА; ~5% всех случаев заболевания, развивается до 65 лет, чаще — до 40–50 лет) и спорадическую (СФБА; ~95% всех случаев заболевания, развивается после 65 лет). Выявление генетических детерминант развития НФБА, доказательство нейротоксического действия пептида бета-амилоида (amyloid beta, Aβ) как центрального события в каскаде патологических процессов существенно расширили представления о молекулярно-генетических механизмах заболевания. Однако вопрос о том, является ли накопление Aβ инициирующим фактором развития наиболее распространенной СФБА остается открытым. Растет количество аргументов в пользу того, что гиперпродукция Аβ становится вторичным, сопутствующим событием патологических процессов БА: синаптической недостаточности, усиленного фосфорилирования тау-белка, нейровоспаления, гибели нейронов и снижения когнитивных функций. Как один из инициирующих факторов риска развития БА рассматривается митохондриальная дисфункция, следствием которой становится снижение синтеза АТФ, развитие окислительного стресса. Однако конкретные молекулярно-генетические механизмы развития БА остаются неясными. Это обусловлено отсутствием адекватных биологических моделей для изучения механизмов заболевания и объективной оценки эффективности патогенетически обоснованных способов профилактики и лечения БА.


Об авторах

Н. А. Стефанова
Сектор молекулярных механизмов старения, Институт цитологии и генетики, СО РАН; Россия, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 10
Россия

канд. биол. наук, научный сотрудник сектора молекулярных механизмов старения ИЦиГ СО РАН. Тел.: 8-383-363-49-80



Н. Г. Колосова
Сектор молекулярных механизмов старения, Институт цитологии и генетики, СО РАН; Россия, 630090, г. Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, д. 10 кафедра цитологии и генетики, биологическое отделение, Новосибирский государственный университет; Россия, 630090, г. Новосибирск, ул. Пирогова, д. 2
Россия

докт. биол. наук, проф., зав. сектором молекулярных механизмов старения ИЦиГ СО РАН. Тел.: 8-383-363-49-80



Список литературы

1. Querfurth H.W., LaFerla F.M. Alzheimer’s disease // N. Engl. J. Med. 2010. Vol. 362. N 4. P. 329–344.

2. Morley J.E., Armbrecht H.J., Farr S.A., Kumar V.B. The senescence accelerated mouse (SAMP8) as a model for oxidative stress and Alzheimer’s disease // Biochim. Biophys. Acta. 2012. Vol. 1822. N 5. P. 650–656.

3. Drachman D.A. The amyloid hypothesis, time to move on: Amyloid is the downstream result, not cause, of Alzheimer’s disease // Alzheimers Dement. 2014. Vol. 10. N 3. P. 372–380.

4. Ridge P.G., Ebbert M.T., Kauwe J.S. Genetics of Alzheimer’s disease // Biomed. Res. Int. 2013. Vol. 2013. Article ID 254954.

5. Guerreiro R., Bras J., Toombs J., Heslegrave J., Hardy J., Zetterberg H. Genetic variants and related biomarkers in sporadic Alzheimer’s disease // Curr. Genet. Med. Rep. 2015. Vol. 3. N 1. P. 19–25.

6. O’Brien R.J., Wong P.C. Amyloid precursor protein processing and Alzheimer’s disease // Annu. Rev. Neurosci. 2011. Vol. 34. P. 185–204.

7. Puzzo D., Arancio O. Amyloid-β peptide: Dr. Jekyll or Mr. Hyde? // J. Alzheimers Dis. 2013. Vol. 33. N S1. P. S111–S120.

8. Jayadev S., Leverenz J.B., Steinbart E., Stahl J., Klunk W., Yu C.E., Bird T.D. Alzheimer’s disease phenotypes and genotypes associated with mutations in presenilin 2 // Brain. 2010. Vol. 133. N 4. P. 1143–1154.

9. DeMattos R.B., Cirrito J.R., Parsadanian M., May P.C., O’Dell M.A., Taylor J.W., Harmony J.A., Aronow B.J., Bales K.R., Paul S.M., Holtzman D.M. ApoE and clusterin cooperatively suppress Abeta levels and deposition: evidence that ApoE regulates extracellular Abeta metabolism in vivo // Neuron. 2004. Vol. 41. N 2. P. 193–202.

10. Thambisetty M., An Y., Kinsey A., Koka D., Saleem M., Güntert A., Kraut M., Ferrucci L., Davatzikos C., Lovestone S., Resnick S.M. Plasma clusterin concentration is associated with longitudinal brain atrophy in mild cognitive impairment // Neuroimage. 2012. Vol. 59. N 1. P. 212–217.

11. Jones L., Holmans P.A., Hamshere M.L. et al. Genetic evidence implicates the immune system and cholesterol metabolism in the aetiology of Alzheimer’s disease // PLoS One. 2010. Vol. 5. N 11. e13950.

12. Armstrong R.A. The pathogenesis of Alzheimer’s disease: a reevaluation of the “amyloid cascade hypothesis” // Int. J. Alzheimers Dis. 2011. Vol. 2011. Article ID 630865.

13. Cruchaga C., Chakraverty S., Mayo K. et al. Rare variants in APP, PSEN1 and PSEN2 increase risk for AD in late-onset Alzheimer’s disease families // PLoS One. 2012. Vol. 7. N 2. e31039.

14. Hardy J., Selkoe D.J. The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: progress and problems on the road to thera peutics // Science. 2002. Vol. 297. N 5580. P. 353–356.

15. Kayed R., Head E., Thompson J.L., McIntire T.M., Milton S.C., Cotman C.W., Glabe C.G. Common structure of soluble amyloid oligomers implies common mechanism of pathogenesis // Science. 2003. Vol. 300. N 5618. P. 486–489.

16. Walsh D.M., Selkoe D.J. A beta oligomers — a decade of discovery // J. Neurochem. 2007. Vol. 101. N 5. P. 1172–1184.

17. Shankar G.M., Li S., Mehta T.H., Garcia-Munoz A., Shepardson N.E., Smith I., Brett F.M., Farrell M.A., Rowan M.J., Lemere C.A., Regan C.M., Walsh D.M., Sabatini B.L., Selkoe D.J. Amyloid-beta protein dimers isolated directly from Alzheimer’s brains impair synaptic plasticity and memory // Nat. Med. 2008. Vol. 14. N 8. P. 837–842.

18. El Khoury J., Toft M., Hickman S.E., Means T.K., Terada K., Geula C., Luster A.D. Ccr2 deficiency impairs microglial accumulation and accelerates progression of Alzheimerlike disease // Nat. Med. 2007. Vol. 13. N 4. P. 432–438.

19. Qiu W.Q., Walsh D.M., Ye Z., Vekrellis K., Zhang J., Podlisny M.B., Rosner M.R., Safavi A., Hersh L.B., Selkoe D.J. Insulin-degrading enzyme regulates extracellular levels of amyloid beta-protein by degradation // J. Biol. Chem. 1998. Vol. 273. N 49. P. 32730–32738.

20. Kanemitsu H., Tomiyama T., Mori H. Human neprilysin is capable of degrading amyloid beta peptide not only in the monomeric form but also the pathological oligomeric form // Neurosci. Lett. 2003. Vol. 350. N 2. P. 113–116.

21. Szabò I, Leanza L, Gulbins E, Zoratti M. Physiology of potassium channels in the inner membrane of mitochondria // Pflugers Arch. 2012. Vol. 463. N 2. P. 231–246.

22. Chaturvedi R.K., Flint Beal M. Mitochondrial diseases of the brain // Free Radic. Biol. Med. 2013. Vol. 63. P. 1–29.

23. Krstic D., Knuesel I. Deciphering the mechanism underlying late-onset Alzheimer disease // Nat. Rev. Neurol. 2013. Vol. 9. N 1. P. 25–34.

24. Roth M., Tomlinson B.E., Blessed G. Correlation between scores for dementia and counts of ‘senile plaques’ in cerebral grey matter of elderly subjects // Nature. 1966. Vol. 209. N 5018. P. 109–110.

25. Spires-Jones T.L., Hyman B.T. The intersection of amyloid beta and tau at synapses in Alzheimer’s disease // Neuron. 2014. Vol. 82. N 4. P. 756–771.

26. Khlistunova I., Biernat J., Wang Y., Pickhardt M., von Bergen M., Gazova Z., Mandelkow E., Mandelkow E.M. Inducible expression of Tau repeat domain in cell models of tauopathy: aggregation is toxic to cells but can be reversed by inhibitor drugs // J. Biol. Chem. 2006. Vol. 281. N 2. P. 1205–1214.

27. Price J.L., McKeel Jr. D.W., Buckles V.D. et al. Neuropathology of nondemented aging: presumptive evidence for preclinical Alzheimer disease // Neurobiol. Aging. 2009. Vol. 30. N 7. P. 1026–1036.

28. Spires-Jones T.L., Stoothoff W.H., de Calignon A., Jones P.B., Hyman B.T. Tau pathophysiology in neurodegeneration: a tangled issue // Trends Neurosci. 2009. Vol. 32. N 3. P. 150–159.

29. Terry R.D., Masliah E., Salmon D.P., Butters N., DeTeresa R., Hill R., Hansen L.A., Katzman R. Physical basis of cognitive alterations in Alzheimer’s disease: synapse loss is the major correlate of cognitive impairment // Ann. Neurol. 1991. Vol. 30. N 4. P. 572–580.

30. Wu H.Y., Hudry E., Hashimoto T., Kuchibhotla K., Rozkalne A., Fan Z., Spires-Jones T., Xie H., Arbel-Ornath M., Grosskreutz C.L., Bacskai B.J., Hyman B.T. Amyloid beta induces the morphological neurodegenerative triad of spine loss, dendritic simplification, and neuritic dystrophies through calcineurin activation // J. Neurosci. 2010. Vol. 30. N 7. P. 2636–2649.

31. Balietti M., Giorgetti B., Casoli T., Solazzi M., Tamagnini F., Burattini C., Aicardi G., Fattoretti P. Early selective vulnerability of synapses and synaptic mitochondria in the hippocampal CA1 region of the Tg2576 mouse model of Alzheimer’s disease // J. Alzheimers Dis. 2013. Vol. 34. N 4. P. 887–896.

32. Qu J., Nakamura T., Cao G., Holland E.A., McKercher S.R., Lipton S.A. S-Nitrosylation activates Cdk5 and contributes to synaptic spine loss induced by beta-amyloid peptide // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2011. Vol. 108. N 34. P. 14330–14335.

33. D’Amelio M., Cavallucci V., Middei S. et al. Caspase-3 triggers early synaptic dysfunction in a mouse model of Alzheimer’s disease // Nat. Neurosci. 2011. Vol. 14. N 1. P. 69–76.

34. Kregel K.C., Zhang H.J. An integrated view of oxidative stress in aging: basic mechanisms, functional effects, and pathological considerations // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2007. Vol. 292. N 1. Р. 18–36.

35. Reczek C.R., Chandel N.S. ROS-dependent signal transduction // Curr. Opin. Cell Biol. 2015. Vol. 33. P. 8–13.

36. Swerdlow R.H., Burns J.M., Khan S.M. The Alzheimer’s disease mitochondrial cascade hypothesis: progress and perspectives // Biochim. Biophys. Acta. 2014. Vol. 1842. N 8. P. 1219–1231.

37. Sierra A., Gottfried-Blackmore A.C., McEwen B.S., Bulloch K. Microglia derived from aging mice exhibit an altered inflammatory profile // Glia. 2007. Vol. 55. N 4. Р. 412–424.

38. Kilbride S.M., Telford J.E., Tipton K.F., Davey G.P. Partial inhibition of complex I activity increases Ca2+-independent glutamate release rates from depolarized synaptosomes // J. Neurochem. 2008. Vol. 106. N 2. Р. 826–834.

39. Moreira P.I., Honda K., Liu Q., Santos M.S., Oliveira C.R., Aliev G., Nunomura A., Zhu X., Smith M.A., Perry G. Oxidative stress: the old enemy in Alzheimer’s disease pathophysiology // Curr. Alzheimer Res. 2005. Vol. 2. N 4. P. 403–408.

40. Devi L., Prabhu B.M., Galati D.F., Avadhani N.G., Anandatheerthavarada H.K. Accumulation of amyloid precursor protein in the mitochondrial import channels of human Alzheimer’s disease brain is associated with mitochondrial dysfunction // J. Neurosci. 2006. Vol. 26. N 35. P. 9057–9068.

41. Atamna H., Boyle K. Amyloid-beta peptide binds with heme to form a peroxidase: relationship to the cytopathologies of Alzheimer’s disease // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 2006. Vol. 103. N 9. P. 3381–3386.

42. Cardoso S.M., Oliveira C.R. The role of calcineurin in amyloid-beta-peptides-mediated cell death // Brain Res. 2005. Vol. 1050. N 1-2. P. 1–7.

43. Manczak M., Calkins M.J., Reddy P.H. Impaired mitochondrial dynamics and abnormal interaction of amyloid beta with mitochondrial protein Drp1 in neurons from patients with Alzheimer’s disease: implications for neuronal damage // Hum. Mol. Genet. 2011. Vol. 20. N 13. P. 2495–2509.

44. Kolosova N.G., Stefanova N.A., Korbolina E.E., Fursova A.Zh., Kozhevnikova O.S. Senescence-accelerated OXYS rats: A genetic model of premature aging and age-related diseases // Adv. Gerontol. 2014. Vol. 4. N 4. P. 294–298.

45. Rudnitskaya E.A., Maksimova K.Y., Muraleva N.A., Logvinov S.V., Yanshole L.V., Kolosova N.G., Stefanova N.A. Beneficial effects of melatonin in a rat model of sporadic Alzheimer’s disease // Biogerontology. 2015. Vol. 16. N 3. P. 303–316.

46. Rudnitskaya E.А., Muraleva N.A., Maksimova K.Y., Kiseleva E., Kolosova N.G., Stefanova N.A. Melatonin attenuates memory impairment, amyloid-β accumulation, and neurodegeneration in a rat model of sporadic Alzheimer’s disease // J. Alzheimers Dis. 2015. Vol. 47. P 103–116.

47. Stefanova N.A., Kozhevnikova O.S., Vitovtov A.O., Maksimova K.Y., Logvinov S.V., Rudnitskaya E.A., Korbolina E.E., Muraleva N.A., Kolosova N.G. Senescence-accelerated OXYS rats: a model of age-related cognitive decline with relevance to abnormalities in Alzheimer disease // Cell Cycle. 2014. Vol. 13. N 6. P. 898-909.

48. Stefanova N.A., Maksimova K.Y., Kiseleva E., Rudnitskaya E.A., Muraleva N.A., Kolosova N.G. Melatonin attenuates impairments of structural hippocampal neuroplasticity in OXYS rats during active progression of Alzheimer’s disease-like pathology // J. Pineal. Res. 2015. Vol. 59. N 2. P. 163–177.

49. Stefanova N.A., Muraleva N.A., Korbolina E.E., Kiseleva E., Maksimova K.Y., Kolosova N.G. Amyloid accumulation is a late event in sporadic Alzheimer’s disease-like pathology in nontransgenic rats // Oncotarget. 2015. Vol. 6. N 3. P. 1396–1413.

50. Stefanova N.A., Muraleva N.A., Skulachev V.P., Kolosova N.G. Alzheimer’s disease-like pathology in senescence- accelerated OXYS rats can be partially retarded with mitochondria-targeted antioxidant SkQ1 // J. Alzheimers Dis. 2014. Vol. 38. N 3. P. 681–694.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Стефанова Н.А., Колосова Н.Г. ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПАТОГЕНЕЗЕ БОЛЕЗНИ АЛЬЦГЕЙМЕРА. Вестник Московского университета. Серия 16. Биология. 2016;(1):6-13.

For citation: Stefanova N.A., Kolosova N.G. EVOLUTION OF UNDERSTANDING OF ALZHEIMER’S DISEASE PATHOGENESIS. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 16. Biologiya. 2016;(1):6-13. (In Russ.)

Просмотров: 128

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


ISSN 0137-0952 (Print)