Модели на основе модификации гена а-синуклеина

Первая мутация при БП была обнаружена в гене, кодирующем а-синуклеин (Polymeropoulos et al., 1996). Показано 3 мутации - А30Р, А53Т, Е46К (Polymero- poulos et al., 1997; Kruger et al., 1998; Zarranz et al., 2004).

Альфа-синуклеин - синаптический белок, который в норме не имеет постоянной третичной структуры, при связывании с мембраной N-конец а-синуклеина приобретает структуру а-спирали, но при этом неправильная «укладка» белка приводит к его агрегации. Существует несколько этапов образования агрегатов а-синуклеина, включая олигомеры (протофибриллы), фибриллы и собственно тельца Леви, где протофибриллы токсичны для нейронов (Li et al., 2005). Такие токсичные формы а-синуклеина играют важную роль при нейродегенерации (Cookson, 2005; Gupta et al., 2008), и мутации в гене этого белка повышают склонность к неправильному сворачиванию а-синуклеина и его агрегации (Kalia et al., 2013).

С учетом столь важной роли а-синуклеина в патологии БП были разработаны несколько генетических «а-синуклеиновых» моделей. Увеличенная экспрессия (overexpression) а-синуклеина немутантного или с заменами А53Т, А30Р у D. melanogaster вызывает дегенерацию ДА-ергических нейронов, усиливающуюся при старении животного, с образованием включений с а-синуклеином (похожие на тельца Леви), а также нарушения двигательной функции (Feany, Bender, 2000). Действительно ли происходит гибель ДА-ергических нейронов или это только потеря маркера - ТГ этих нейронов, остается неясным (Pesah et al., 2005). Увеличенная экспрессия а-синуклеина у C.

Наряду с моделями на беспозвоночных создано несколько линий трансгенных мышей, у которых гена а-синуклеина либо вообще нет (knocked-out), либо повышена его экспрессия (overexpression) (на основе генов A30P, A53T или A30+A53T). Мыши с нокаутом гена а-синуклеина проявляют меньшую активность в открытом поле; у них снижено содержание ДА в стриатуме (Chandra et al., 2004). Одним из патогенетических механизмов действия а-синуклеина у мышей, экспрессирующих мутантный A53T человека, является нарушение «проницаемости переходных пор» митохондрий (mPTP), которые образуются на внутренней мембране (Martin et al., 2006, 2014). Такое нарушение может привести к набуханию митохондрий с дальнейшей гибелью нейронов. В частности, генетическое удаление циклофилина Д, модулятора mPTP, задерживало начало заболевания и увеличивало продолжительность жизни у мышей с мутантной формой а-синуклеина. Мыши, лишенные а-синуклеина полностью (Dauer et al., 2002; Thomas et al., 2011; Martin et al., 2014) или частично (Drolet et al., 2004), резистентны к нейротоксическому действию МФТП. Чрезмерная экспрессия а-синуклеинового гена (во много раз превышающая значения эндогенного а-синуклеина) приводит к разнообразным патологиям и изменениям поведения (Rockenstein et al., 2002). У большинства линий мышей с повышенной экспрессией а-синуклеина патологические отклонения возникают во многих структурах мозга, в том числе и в нигростриатной ДА-системе (Richfield et al., 2002; Rockenstein et al., 2002).

Эти результаты предполагают, что только повышения экспрессии а-синуклеина в нигростриатной ДА системе недостаточно для запуска нейродегенерации. У трансгенных мышей, экспрессирующих дважды мутированный ген hm2а-синуклеина, связанный с промотором ТГ крысы, происходит прогрессивное уменьшение плотности транспортера ДА (ДАТ) и содержания ДА в стриатуме (Richfield et al., 2002). У этих мышей с возрастом также снижаются спонтанная двигательная функция и вращательные движения, вызванные введением апоморфина и амфетамина (Richfield et al., 2002; Thiruchelvam et al., 2004). Следует отметить, что усиление экспрессии мутантного гена А53Т а-синуклеина у мышей приводит к аномальному распределению мутантного трансгенного белка в телах, аксонах и дендритах нейронов во многих структурах мозга. При этом не наблюдается агрегации и накопления белка (Gispert et al., 2003), хотя отмечены нарушение походки, ослабление силы схватывания и сжимания предметов и нарушения устойчивости тела на вращающемся валике. В отличие от мышей с повышенной экспрессией человеческого а-синуклеина (нормального или мутантного A53T) в нейронах нигростриатной системы у крыс происходит накопление в цитоплазме большого количества белка, гибель ДА-ерги- ческих нейронов от 30 до 80%, уменьшение ДА и ТГ в стриатуме на 40-50% (Kirik et al., 2002; Lee et al., 2002).

Показано, что у мышей сверхэкспрессия а-синуклеина в корковых и подкорковых структурах мозга, в том числе в нейронах ЧС в присутствии промотора гена Thy 1, ведет к аномальным скоплениям в цитоплазме а-синуклеина, чему соответствует ослабление сенсорно-моторных функций при исследовании спонтанного поведения в цилиндре, расстройства походки и затруднение навыков сдирания с лап клейкой ленты или доставания кусочков ваты из урны и т.д. (Fleming et al., 2004).

2.2.