Роль синуклеинов в патогенезе глаукомы: от молекулярных механизмов к новой диагностике
Павленко Т.А., Чеснокова Н.Б., Петров С.Ю., Безнос О.В., Шикарева Н.Н., Лисовская О.А. Кухарский М.С.
Синуклеины
Альфа-, бетта-, гамма-синуклеины (α-, β-, γ-Syn) - семейство небольших белков, все экспрессируются в сетчатке, участвуют в патогенезе нейродегенерации. Их роль в развитии глаукомы до сих пор полностью не изучена.
αSyn. Локализован в пресинаптических терминалях нейронов, ассоциирован с синаптическими везикулами. Регулирует высвобождение нейромедиаторов (особенно дофамина). Склонен к образованию нейротоксичных агрегатов.
βSyn. Локализован в нервной ткани, особенно в пресинаптических терминалях. Функция менее изучена, но, вероятно, участвует в регуляции синаптической пластичности. Не склонен к агрегации из-за отсутствия центрального гидрофобного домена (NAC) который есть у αSyn.
γSyn. Распространен в периферической нервной системе (первичные сенсорные и симпатические нейроны, двигательные нейроны), а также в некоторых отделах ЦНС и ряде раковых опухолей. Участвует в ответе на повреждение и регенерации. Склонен к агрегации.
Альфа-синуклеин
При возрастных изменениях экспрессия синуклеинов в сетчатке уменьшается
Конфокальная микроскопия (ИГХ-анализ распределения синуклеинов в сетчатке )
иммунофлуоресценция
αSyn (красный) и βSyn (зеленый)
иммунофлуоресценция γSyn (зеленый) и αSyn (красный)
иммунофлуоресценция αSyn (зеленый)
С возрастом в сетчатке:
1.Толщина отдельных слоев уменьшается и активность глиальных клеток растет.
2. Уровень αSyn снижается, а βSyn повышается.
3. Совместное расположение αSyn и βSyn во внутреннем плексиформном слое уменьшается.
4. Уровень γSyn снижается во внутреннем ядерном слое, без изменений в слое ганглиозных клеток.
Liu H., et al. J. Ophthalmol. 2020, Dias SB. et al.. 2023
Антитела к α-синуклеину выполняют защитную функцию при офтальмогипертензии
Антитела к αSyn могут косвенно регулировать процессы апоптоза ганглионарных клеток сетчатки путем влияния на уровень кофилина 1 (ингибитор миграции нейронов) и супероксиддисмутазы (антиоксидантный фермент), что показано на модели глаукомы у крыс, вызванной хроническим повышением внутриглазного давления (ВГД).
Ультратонкий поперечный срез зрительного нерва (ЗН) при малом увеличении – a,
изображение высокого разрешения аксонов ЗН здоровых глаз (парный) – b,
с нейродегенерацией на фоне высокого ВГД без лечения – c,
с нейродегенерацией на фоне высокого ВГД после введения антител к αSyn,
где повреждения ганглионарных клеток уменьшались - d
Teister, J., Anders, F., Beck, S. et al. Sci Rep, 2017
При хроническом повышении ВГД снижается уровень β-синуклеина в сетчатке
Возрастные изменения содержания синуклеинов в сетчатке крысы в норме (а, b) и в модели с хронической офтальмогипертензией (c) (интенсивность LFQ по данным масс-спектрометрии - :
Liu H., et al., J Ophthalmol. 2020
Дисфункция γ-синуклеина приводит к изменению гидродинамики глаза
1. На модели с нокаутом гена γ-синуклеина
(γ-KO) выявлен более высокий уровень
ВГД как у молодых, так и возрастных мышей
2. Предложен фармакологический тест, где регуляторы дофаминергической системы у γ-KO мышей вызывают снижение уровня ВГД, в отличие от диких мышей
1. Стрелками показаны набухшие аксоны ганглионарных клеток сетчатки, иммуноположительные по γSyn при глаукоме, обнаружены включения γSyn в глиальных клетках ламинарного и постламинарного слоев
Зрительный нерв в области позади lamina cribrosa норма (А), глаукома (В).
2. Аутоантитела к γSyn обнаружены в сыворотке крови у 20% пациентов с ПОУГ
Pavlenko, T.A., et al. Biomedicines 2023
Surgucheva I., et al. J Neurosci Res, 2002, Surgucheva I., et al. Mol Vis, 2008
Павленко Т.А. и др., ПФиЭТ, 2020