Molekularne podłoże transmisji neuronalnej
W ostatnich latach poczyniono znaczne postępy w badaniach nad zwiększeniem siły transmisji sygnałów między neuronami. Zjawisko to nosi nazwę długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (LTP) i jest przedmiotem intensywnych badań jako potencjalna terapia przeciwko różnym schorzeniom neurodegeneracyjnym. Podczas LTP silna aktywacja receptora NMDA na neuronie presynaptycznym wywołuje kaskadę zdarzeń. Zdarzenia te powodują ostatecznie wzrost liczby receptorów glutaminowych AMPA w neuronie postsynaptycznym. To z kolei przyczynia się do zwiększenia uwalniania neuroprzekaźników i wydłużenia transmisji sygnału. Prowadzone były liczne badania nad mechanizmami wzmocnienia synaptycznego, jednak bardzo niewiele z nich dotyczyło mechanizmów odpowiedzialnych za utrzymanie LTP. W tym kontekście, naukowcy biorący udział w finansowanym przez UE projekcie "Regulation of AMPA type of glutamate receptor surface diffusion by protein kinase" (AMPAZETA) postanowili zbadać zdarzenia molekularne regulujące synapsy pobudzające w hipokampie. W ostatnim czasie stwierdzono, że dwa białka, kinaza białkowa Mzeta (PKMZ) oraz Pin1, mają kluczowe znaczenie dla LTP w synapsach hipokampa. Uczestnicy projektu AMPAZETA chcieli uzyskać pełniejszą wiedzę na temat mechanizmów molekularnych, dzięki którym Pin1 pełni swoją funkcję. W tym celu połączyli metody obrazowania pojedynczych komórek z biologią molekularną i technikami elektrofizjologicznymi. Wśród doświadczeń przeprowadzonych w projekcie znalazły się badania w kierunku określenia wpływu Pin1 na dyfuzję powierzchniową receptora AMPA, morfologię kolca dendrytycznego oraz poziom białka gęstości postsynaptycznej 95. Wytłumienie Pin1 wpłynęło na wyżej wymienione procesy, co wskazuje, że może być on potencjalnym celem do manipulowania tworzeniem, utrzymywaniem i plastycznością synaptyczną synaps pobudzających. Pin1 odgrywa kluczową rolę w powiązanej z wiekiem neurodegeneracji i reguluje przetwarzanie prekursora białka amyloidowego w chorobie Alzheimera. Prace prowadzone w ramach inicjatywy AMPAZETA przyczyniają się do lepszego poznania mechanizmów molekularnych regulujących tworzenie się synaps i LTP w warunkach fizjologicznych. Informacje te mogą pomóc w stworzeniu nowych celów pozwalających na wyeliminowanie lub złagodzenie skutków chorób neurodegeneracyjnych.
Słowa kluczowe
Neurodegeneracyjne, synapsy, długotrwałe wzmocnienie synaptyczne, receptor, kinaza białkowa, Pin1, choroba Alzheimera
