04:00 
Некоторые заболевания головного мозга являются простыми, например, прямое поражение лобной доли в результате сотрясения мозга или черепно-мозговой травмы. Другие, такие как болезнь Александера, подобны партизанской войне.
У пациентов, страдающих этим генетическим заболеванием, наблюдается нарушение функции астроцитов — клеток, которые поддерживают нейроны различными способами. Как в осажденном городе, мозг и его нейроны со временем разрушаются вместе с инфраструктурой астроцитов.
Болезнь Александра вызвана мутациями в гене, содержащем инструкции для глиального фибриллярного кислого белка (GFAP). Этот похожий на веревку белок известен как промежуточная нить, один из структурных компонентов, который придает форму и структуру клетке и всем ее составным частям.
"С тех пор, как я узнал об этом заболевании, я задал себе два простых вопроса", - сказал Су-Чун Чжан, доктор медицинских наук, заведующий кафедрой неврологии Жанны и Гэри Гербергер, а также директор и профессор Центра неврологических заболеваний в Sanford Burnham Prebys Medical Discovery. Институт.
"Что делает GFAP в астроцитах? И почему мутации GFAP вызывают болезнь Александера?"
Чжан и международная группа сотрудников опубликовали 26 ноября 2025 года в Записках Национальной академии наук результаты, демонстрирующие участие GFAP в поддержании митохондрий, служащих электростанциями наших клеток. Исследователи также показывают, как мутации GFAP, ответственные за болезнь Александера, нарушают хрупкий баланс разделения и слияния митохондрий для удовлетворения энергетических потребностей клеток.
Митохондрии столь же динамичны, как танцевальная труппа: они объединяются в процессе, известном как слияние, и расщепляются в так называемом делении. Эта сложная хореография позволяет увеличивать или замедлять выработку энергии, когда клетке требуется больше или меньше топлива. Предыдущие исследования показали, что может существовать связь между GFAP и функцией митохондрий, но то, что связывало их, оставалось загадкой.
В новом исследовании ученые начали с изучения местоположения GFAP внутри клетки и того, как эти координаты совпадают с митохондриями.
«Когда мы смотрим на пространственные взаимоотношения между митохондриями и GFAP в астроцитах, это очень поразительно», — сказал Чжан. «Волокна GFAP обернуты почти вокруг каждой митохондрии».
Затем исследовательская группа использовала редактирование генов, чтобы деактивировать ген GFAP в группе астроцитов и сравнила их с нормальными астроцитами. Они наблюдали резкое снижение количества митохондрий в астроцитах, лишенных GFAP.
«Без GFAP митохондрии сливаются в очень длинную цепочку», — сказал Чжан. "Это похоже на то, как будто в клетке только одна митохондрия.
"Это открытие подтвердило нашу гипотезу о взаимосвязи, поэтому нам пришлось выяснить, как она работает".
Ученые провели эксперимент, показавший, что GFAP способствует делению митохондрий, а не блокирует слияние. Они продемонстрировали, что вполне вероятно, что волокна GFAP способствуют делению, служа якорем для белка, называемого динамин-родственным белком 1. (Drp1), как известно, необходим для процесса расщепления митохондрий.
"Мы обнаружили, что везде, где волокна GFAP вступают в контакт с митохондриями, вы также найдете Drp1 именно в этом месте", - сказал Чжан. "И тогда вы наблюдаете деление митохондрий".
Исследовательская группа обнаружила, что волокна GFAP запускают расщепление митохондрий, обертываясь вокруг органелл и применяя Волокна затем служат каркасом для прикрепления Drp1. Эти белки впоследствии образуют спираль, которая сужается, разделяя митохондрию на две части. Весь процесс похож на мясника, который использует шпагат, чтобы отметить, где нужно разрезать колбасу, а затем обматывает и затягивает проволоку в этом месте, чтобы завершить работу.
«Мы показали, что GFAP — это больше, чем просто биомаркер для астроцитов. он на самом деле что-то делает", - сказал Чжан. "Это не простой цитоскелетный белок, который только скрепляет органеллы, а, скорее, активный участник деления митохондрий".
Исследователи связали свои наблюдения с болезнью Александера, продемонстрировав, что вызывающие заболевание мутации GFAP вынуждают клетки производить избыточное количество волокон GFAP, что приводит к слишком сильному делению митохондрий в астроцитах.
"Это имеет важное значение для понимания патогенеза болезни Александера, а также для разработки методов лечения этого разрушительного расстройства", - сказал Чжан.
В дальнейшем Чжан планирует расширить исследования команды GFAP за пределы контекста болезни Александера.
"Повышающая регуляция GFAP в астроцитах фактически происходит при всех неврологических и психиатрических заболеваниях", - сказал Чжан
