Hjärnor behöver REST skydda mot Alzheimers sjukdom

Bruce Yankner, en professor i genetik och neurologi vid Harvard Medical School och huvudförfattare till en ny studie publicerad i tidskriften Nature, anser att ett genregulatorprotein-a switch som slår gen på eller av-kan vara knutet till utvecklingen av Alzheimers sjukdom. Denna genregulator, kallad REST, är aktiv under fosterhormonutveckling och slås på igen senare i livet för att skydda åldrande neuroner från stress, inklusive de onormala proteiner som bygger upp i hjärnan hos människor med Alzheimers. Det är lågt eller saknas hos personer som har Alzheimers och mild kognitiv försämring.

REST är normalt aktiv i utvecklingshjärnan och slår sedan av, även om den exakta tiden inte är väl definierad, enligt Yankner. "Vi har visat att det också [är] starkt inducerat i neuroner hos den åldrande mänskliga hjärnan," sa han.

AnnonsAdvertisement

Under 1990-talet var Yankner den första personen som visar att amyloid beta-det onormala proteinet som ackumuleras hos patienter med Alzheimers-har toxiska effekter på hjärnan.

Relaterade nyheter: Alzheimers sjukdom är mer dödlig än tidigare tänkt »

Ett misslyckat stresssvar

Yankners team fann att REST stänger av gener som främjar hjärncellsdöd och bidrar till olika patologiska egenskaper av Alzheimers sjukdom, såsom amyloidplakor och neurofibrillära tangles. På baksidan aktiverar den gener som hjälper neuroner att reagera på stress.

reklam

Detta innebär att onormala proteiner associerade med neurodegenerativa sjukdomar kanske inte räcker till för att utlösa demens. En person kan också behöva ha ett misslyckat stressresponssystem som inte återaktiverar REST-proteinet. Yankner sade att demens inte är en oundviklig del av åldrandet. den mänskliga hjärnan kan fungera normalt i ett sekel eller mer, så en mekanism måste ha utvecklats för att bevara hjärnans funktion och hålla hjärnceller levande hos människor - vi vet bara inte vad det är.

REST, tror Yankner, kan vara en viktig del av det pusslet. Hjärnceller är mest utsatta under fosterutveckling och under åldrande. När det åldras är kroppen utsatt för oxidativ stress och missveckade proteiner, såsom amyloid beta och tau-proteiner kopplade till Alzheimers sjukdom.

"Det är vettigt att ett system skulle komma på de två gånger för att skydda neuroner, som i stor utsträckning är ersättningsbara", sa han i ett uttalande.

Progressionen av Alzheimers sjukdom: Vad är scenerna? »

Testa effekterna av REST

I laboratorierätningsförsök upptäckte teamet att eliminera REST-gjorda neuroner som är mer mottagliga för oxidativ stress och amyloid beta.REST verkade skydda mot fria radikaler som är resultatet av oxidativ stress. De studerade också möss vars hjärnor inte innehöll REST, och fann att deras neuroner började dö i hippocampus och cortex-samma områden i hjärnan som påverkas av Alzheimers patienter.

Yankners team visade också en länk mellan REST och den åldrande hjärnan via experiment och en studie av hjärnvävnad från äldre som gjorde och inte hade demens. Vid normal åldrande hjärnan aktiverades REST, men människor med Alzheimers har knappast någon REST kvar.

"REST-förlust korrelerar mycket nära med minnesförlust, särskilt episodiskt eller självbiografiskt minne, den typ som vanligtvis avtar tidigt i Alzheimers," sade Yankner.

AnnonsAdvertisement

Hans studie visade också att REST omdirigeras i sin väg till cellkärnan och förstörs i Alzheimers. Forskarna visade att REST ökar uttrycket av gener som är kända för att öka livslängden.

Läs mer: Studien säger att pojkar som inte tränar har högre risk för tidig demens.

Ett nytt perspektiv på hjärnsjukdomar

Yankners forskning gäller inte bara Alzheimers-andra villkor påverkas också genom brist på REST.

Annons

"Två andra utbredda dementande neurodegenerativa sjukdomar - frontotemporal demens och demens med Lewy-kroppar - visar också förlust av REST från kärnan", sa Yankner. "Vi förutser att förlust av REST kan predisponera [en person] för många neurologiska tillstånd som uppstår från olika orsaker, genetiska eller miljömässiga. "

Med detta vetade Yankner att det kan vara möjligt att ingripa under dessa förhållanden. Om REST nivåer förblir höga, kan en person kunna motstå effekterna av Alzheimers och andra sjukdomar, sa han. Att fördröja sjukdomsbegäran med bara några år kan få en betydande inverkan.

AdvertisementAdvertisement

"Vi tittar på möjligheten att övervaka REST-nivåer i celler utanför hjärnan som ett diagnostiskt verktyg, men detta är på ett tidigt stadium av utredningen," sa Yankner. "REST-vägen kan aktiveras av vissa droger, men vi är också intresserade av möjligheten att livsstil förändras, till exempel motion, kan höja REST-nivåerna också. "

Finn ut: Kan ett enkelt blodprov förutse Alzheimers sjukdom? »