Мутантный Атаксин-1 с патологически удлинённой полиглутаминовой цепочкой нарушает морфологию и эндоканнабиноид-опосредованную синаптическую пластичность в клетках Пуркинье СЦА1 модельных мышей

Аннотация

Введение. Спиноцеребеллярная атаксия первого типа (СЦА1) представляет собой нейродегенеративное заболевание, которое обычно поражает мозжечок. В Российской Федерации СЦА1 является наиболее часто наблюдаемым заболеванием среди аутосомно-доминантно наследуемых атаксий. Причиной заболевания является экспансия CAG-повторов в кодирующей области гена белка атаксина-1. Ранее на модели СЦА3 было показано, что CRAG является фактором, ограничивающим скорость деградации патологических форм полиглутаминовых белков, а направленная экспрессия CRAG является потенциальной генной терапией полиглутаминовых болезней. В этой работе для выявления патологии мутантного атаксина-1 и установления влияния экспрессии CRAG на этот процесс охарактеризованы электрофизиологические аномалии зрелых мышей СЦА1. Цель работы – изучение влияния молекулы CRAG на морфологию клеток Пуркинье (КП) и эндоканнабиноид-опосредованную синаптическую пластичность в мозжечке СЦА1 модельных животных. Методика. В исследованиях была использована трансгенная модель СЦА1 с экспрессией гена белка атаксина-1 с 82 повторами CAG. Для исследования влияния CRAG, мышам на 1-2-й постнатальный день внутривенно вводили векторную конструкцию pAAV/MSCV-GFP-P2A-CRAG. Исследование выполнено на 4-месячных мышах линии CD1, которые были разделены на 3 группы: 1-я группа (контрольная) – дикий тип (ДТ), 2-я и 3-я группы – СЦА1 модельные мыши: 2-я группа без экспрессии молекулы CRAG, 3-я – экспрессирующие молекулу CRAG: СЦА1 CRAG (–) и СЦА1 CRAG (+) соответственно. Влияние СRAG оценивали с помощью методов электрофизиологии: оценивали пассивные и активные свойства мембраны, эндоканнабиноид-опосредованную кратковременную пластичность (SSE). Результаты. Установлено, что экспрессия мутантного атаксина-1 способствует уменьшению ёмкости мембраны КП мозжечка, вследствие чего уменьшаются время нарастания и время спада возбуждающих постсинаптических токов в синапсах КП с параллельными волокнами. Также в этих синапсах наблюдалось нарушение SSE. Было выявлено, что экспрессия CRAG в модельных мышах СЦА1 способствует восстановлению морфологии КП и нормализации кратковременной пластичности SSE. Заключение. СЦА1 модельные мыши демонстрируют выраженное нарушение морфологии КП и SSE в мозжечке. Экспрессия CRAG вызывает нейропротекторное действие в виде восстановления морфологии и синаптической пластичности КП.