Снижение экспрессии металлотионодина‑3 в спинном мозге человека — общая черта бокового амиотрофического склероза и рассеянного склероза

Почему важно равновесие металлов в мозге

Боковой амиотрофический склероз (БАС) и рассеянный склероз (РС) наиболее известны тем, что вызывают слабость, паралич, а также нарушения движения и чувствительности. В этом исследовании рассматривается менее очевидный вопрос: могли ли небольшие сдвиги в металлокомпозиции мозга стать общей нитью, связывающей эти два весьма разные заболевания? При внимательном изучении меди и белка, отвечающего за её обращение — металлотионодина‑3 (MT3) — в спинном мозге человека, исследователи обнаружили общий химический маркер, который может помочь объяснить, почему нервные клетки утрачивают свои функции при обоих состояниях.

Скрытая связь между двумя разными болезнями

Клинически БАС и РС выглядят очень по‑разному. БАС преимущественно поражает мотонейроны, контролирующие мышцы, тогда как при РС характерна потеря изолирующей миелиновой оболочки, окружающей нервные волокна, особенно в белом веществе мозга и спинного мозга. Тем не менее предшествующие работы показали, что при обоих заболеваниях уровень меди нарушен в отдельных областях спинного мозга. Медь необходима для многих ферментов, которые защищают клетки от повреждений и помогают им использовать энергию. Это наводит на мысль, что общий сбой в обращении с медью мог тихо способствовать повреждению нервов при обоих расстройствах.

Роль специфичного для мозга «хранителя» металлов

Металлотионодины — это небольшие белки, связывающие металлы, такие как медь и цинк, запасая их и безопасно перенося внутри клеток. Две формы, MT1 и MT2, встречаются по всему организму, тогда как MT3 в основном ограничен мозгом и спинным мозгом, где помогает поддерживать баланс металлов. Ранние данные из генетических исследований и окрашиваний указывали на то, что MT3 может быть снижен при БАС, а возможно и при РС, но уровни этого белка в тканях спинного мозга человека ранее не измерялись точно. Целью этого исследования было сделать такие измерения и выяснить, как изменения MT3 соотносятся с фактическим содержанием меди и с формами меди, связанными с белками.

Измерение металлов и их переносчиков в спинном мозге человека

Авторы проанализировали посмертные образцы поясничного отдела спинного мозга у людей с БАС, у больных прогрессирующим РС и у лиц без неврологических заболеваний. Они использовали чувствительную масс‑спектрометрическую методику для количественного определения MT3 и других металлотионодинов, для измерения содержания меди и других металлов, а также для разделения белков по размеру с одновременным отслеживанием, какие из них несут медь. Кроме того, они окрашивали тонкие срезы спинного мозга, чтобы визуализировать локализацию MT3. Эти дополняющие друг друга подходы позволили связать общие уровни металлов, конкретные металлорукопожимающие белки и микроскопическую структуру ткани.

Общее снижение MT3 и меди

Результаты выявили ясную закономерность. Уровни белка MT3 в спинном мозге были значительно ниже как при БАС, так и при РС по сравнению с контролем, в то время как более широко распространённые MT1 и MT2 не изменялись. Окрашивание показало, что потеря MT3 наиболее заметна в сером веществе — области, богатой телами нейронов. Одновременно растворимая медь в спинном мозге также была снижена при обоих заболеваниях, тогда как цинк, железо и несколько других металлов в основном оставались без изменений. При исследовании того, какие белки действительно несли медь, наблюдалось заметное уменьшение меди, связанной в положении, соответствующем MT3, особенно при РС. Между отдельными образцами уровни MT3, общая медь и медь, ассоциированная с MT3, изменялись синхронно, что указывает на тесную связь между этим белком и доступностью меди в поражённом спинном мозге.

Что это может означать для будущих методов лечения

Эти результаты позволяют предположить, что при БАС и РС система обращения с медью в мозге нарушается по удивительно схожему сценарию: потеря белка MT3 в сером веществе сопровождается снижением меди, доступной для ключевых ферментов. Исследование ещё не объясняет, почему падает MT3 и как именно это способствует повреждению нервов, но оно укрепляет идею о том, что нарушение химии меди — не просто побочный эффект, а ключевая особенность обоих заболеваний. Идентификация MT3 и его медного «груза» как общих участников в БАС и РС указывает на методы, ориентированные на металлы — направленные на восстановление здорового баланса меди в спинном мозге — как перспективное направление для будущих терапий.

Цитирование: Gunn, A.P., Hilton, J.B.W., Mukherjee, S. et al. Decreased metallothionein-3 expression in the human spinal cord is a common feature of amyotrophic lateral sclerosis and multiple sclerosis. Sci Rep 16, 9598 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-025-31283-9

Ключевые слова: нарушение баланса меди, металлотионодин‑3, спинной мозг, боковой амиотрофический склероз, рассеянный склероз