โปรตีน Tau แสดงให้เห็นประโยชน์ที่ไม่คาดคิดในการลดความเสียหายของสมอง

การศึกษาวิจัยโดยนักวิจัยจาก Baylor College of Medicine และ Ian and Dan Duncan Neurological Research Institute ที่ Texas Children's Hospital พบว่าโปรตีน Tau ซึ่งทราบกันดีว่าเป็นปัจจัยสำคัญในการเกิดโรคเสื่อมของระบบประสาทหลายชนิด รวมทั้งโรคอัลไซเมอร์ ยังมีหน้าที่ในเชิงบวกในสมองอีกด้วย Tau ช่วยลดความเสียหายของเซลล์ประสาทที่เกิดจากอนุมูลอิสระที่มีปฏิกิริยาเกินขนาด (ROS) และส่งเสริมการมีอายุยืนยาวอย่างมีสุขภาพดี การศึกษาวิจัยนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารNature Neuroscience

“ROS เป็นผลพลอยได้ตามธรรมชาติจากการทำงานของเซลล์ต่างๆ ในร่างกาย แม้ว่าระดับ ROS ต่ำจะมีประโยชน์ แต่ระดับที่มากเกินไปจะเป็นอันตรายต่อเซลล์ เนื่องจากทำให้เกิดการก่อตัวของโมเลกุลอื่นๆ ที่เป็นพิษ ซึ่งนำไปสู่ภาวะเครียดออกซิเดชัน ซึ่งรวมถึงลิพิดเปอร์ออกไซด์ด้วย” ดร. ลินด์เซย์ กูดแมน ผู้เขียนหลัก ซึ่งเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกในห้องทดลองของดร. ฮิวโก เบลเลน กล่าว “เซลล์ประสาทอ่อนไหวต่อภาวะเครียดออกซิเดชันเป็นพิเศษ และจะถูกทำลายหากไม่ควบคุมระดับลิพิดเปอร์ออกไซด์อย่างเหมาะสม”

หยดไขมันปกป้องสมองจากความเสียหายจากออกซิเดชัน

มีหลักฐานเพิ่มมากขึ้นเรื่อยๆ ว่าสมองของเราได้พัฒนากลยุทธ์การปกป้องระบบประสาทหลายประการเพื่อต่อสู้กับความเสียหายที่เกิดจาก ROS

กลยุทธ์หนึ่งที่ทีมของเบลเลนค้นพบในปี 2015 ก็คือ เซลล์ประสาทจะส่งออกลิพิดเปอร์ออกซิไดซ์ที่มีพิษเหล่านี้ไปยังเซลล์เกลียที่อยู่ใกล้เคียง ซึ่งจะกักเก็บลิพิดเหล่านี้ไว้ในหยดลิพิดเพื่อเก็บไว้และผลิตพลังงานในอนาคต “กระบวนการนี้จะกำจัดและทำให้ลิพิดที่มีพิษเหล่านี้เป็นกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ” กูดแมนกล่าว “ในการศึกษาปัจจุบันนี้ เราได้ตรวจสอบบทบาทของโปรตีน tau ในการสร้างหยดลิพิดในเซลล์เกลีย”

ทีมวิจัยพบว่าโปรตีน Tau ในร่างกายปกติของแมลงวันมีความจำเป็นต่อการสร้างหยดไขมันในเซลล์เกลียและป้องกัน ROS ในเซลล์ประสาท ในทำนองเดียวกัน โปรตีน Tau มีความจำเป็นต่อการสร้างหยดไขมันในเซลล์เกลียที่ได้จากหนูและมนุษย์

แม้ว่าการแสดงออกของ Tau ของมนุษย์ปกติจะเพียงพอที่จะฟื้นฟูการก่อตัวและการทำให้สุกของหยดไขมันในเซลล์เกลียของแมลงวันที่มี Tau ดั้งเดิม แต่เมื่อโปรตีน Tau ของมนุษย์นี้มีการกลายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของโรคอัลไซเมอร์ เซลล์เกลียก็ไม่สามารถสร้างหยดไขมันเพื่อตอบสนองต่อ ROS ในเซลล์ประสาทได้

ข้อมูลดังกล่าวบ่งชี้ว่าการกลายพันธุ์ในโปรตีน Tau อาจลดความสามารถปกติของโปรตีนในการป้องกันความเครียดจากออกซิเดชัน นอกจากนี้ยังทำให้เกิดการสะสมของโปรตีนซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของโรคตามที่อธิบายไว้ในการศึกษาก่อนหน้านี้ โดยรวมแล้ว ข้อมูลเหล่านี้สนับสนุนบทบาทใหม่ในการปกป้องระบบประสาทของโปรตีน Tau ในการต่อสู้กับพิษที่เกี่ยวข้องกับ ROS

พบความเชื่อมโยงของโรคเพิ่มเติมโดยใช้แบบจำลองของแมลงวันและหนูในสภาวะที่ถูกเหนี่ยวนำโดยโปรตีน Tau ของมนุษย์ที่มีการกลายพันธุ์ถูกแสดงออกมากเกินไปในเซลล์เกลีย ในสถานการณ์เหล่านี้ นักวิจัยสังเกตเห็นข้อบกพร่องในหยดไขมันของเซลล์เกลียและการตายของเซลล์ในการตอบสนองต่อ ROS ในเซลล์ประสาทอีกครั้ง ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโปรตีน Tau เป็นตัวควบคุมหยดไขมันของเซลล์เกลียที่ไวต่อปริมาณ และการใช้มากเกินไปหรือน้อยเกินไปอาจเป็นอันตรายได้

“การศึกษาครั้งนี้เปิดทางสู่กลยุทธ์ใหม่ๆ ที่อาจช่วยชะลอ ย้อนกลับ และรักษาโรคระบบประสาทเสื่อมได้ โดยการเปิดเผยบทบาทใหม่ที่น่าประหลาดใจของโปรตีนแทว” เบลเลน ผู้เขียนบทความที่เกี่ยวข้องกล่าว เขาเป็นศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาโมเลกุลและพันธุศาสตร์ที่ Baylor และดำรงตำแหน่ง Duncan NRI Chair ในสาขาพันธุศาสตร์ระบบประสาท นอกจากนี้ เบลเลนยังเป็นศาสตราจารย์ด้านชีววิทยาเอ็มบริโอที่ Baylor ในโครงการ March of Dimes

ตรงกันข้ามกับบทบาท "เชิงลบ" ตามปกติในโรคระบบประสาทเสื่อม การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าโปรตีน Tau ยังมีบทบาทเชิงบวกในเซลล์เกลียด้วย โดยช่วยกักเก็บไขมันที่เป็นพิษ ลดความเสียหายจากออกซิเดชัน และปกป้องสมอง อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่ไม่มีโปรตีน Tau หรือมีโปรตีน Tau ที่ผิดปกติ ผลการปกป้องนี้จะสูญเสียไป ส่งผลให้เกิดโรคต่างๆ