Programmeeritud rakusurm ja selle iseärasused neuronites

Urmas Arumäe
Helsinki Ülikooli Biotehnoloogia Instituut

Programmeritud rakusurm, k.a. selle parimini uuritud vorm apoptoos, on loote organite ja kudede moodustumises, aga ka täiskasvanud organismi kudede homeostaasis sama tähtis kui rakkude moodustumine (jagunemine ja diferentseerumine). Näiteks toodab loode algselt pea kõiki neuroneid rohkem kui vaja, ja üleliigsed neuronid surevad nn. programmeeritud rakusurma staadiumidel, mil neuronid kontakteeruvad oma innerveeritavate sihtrakkudega. Selline füsioloogiline (programmeritud) surm tagab vajaliku neuronite arvu mis peab antud kudet innerveerima. Programmeeritud surma staadiumil on neuronid loomult apoptootilised, ja sihtkudedest või ümbritsevatest kudedest saadavad neurotroofilised faktorid suruvad surmaprogrammi maha. Neuronite surmaprogrammi komponente ja nende allasurumist neurotroofiliste faktorite poolt uuritakse praegu intensiivselt, sest nende protsesside mõistmine võib aidata ravida neurodegeneratiivseid haigusi. On teada, et paljud neuronid surevad klassikalise apoptoosimehhanismi teel. Apoptootilistes rakkudes aktiveeritakse mitmed kinaasid (näit. JNK kinaas), aktiveeritakse pro-apoptootilised Bcl-2 pere valgud (Bim, DP5, Bax) ja inaktiveeritakse anti-apoptootilised valgud (Bcl-xL, Bcl-2, Bcl-w). Apoptoosiks vajalikke valke (näit. tsütokroom c) päästetakse mitokondritest tsütosooli kus nad osalevad kaspaaside (eriti kaspaas-9 ja -3) aktiveerimisel. Aktiveeritud kaspaasid omakorda aktiveerivad/inaktiveerivad proteolüütiliselt paljusid substraatvalke, mille tagajärjel rakust moodustuvad apoptootilised fragmendid, mis kiirest fagotsüteeritakse. Neuronite apoptoosiradadel on aga mitmeid erijooni võrreldes klassikalise apoptoosiga. Samuti surevad mitmed neuronid (aga ka muud rakud) täiesti teistsuguste, mitteapoptootiliste programmide läbi, mida on aga väga vähe uuritud. Ettekandes esitan meie rühma uurimistulemusi, kus leidsime neuronitele ainuomase Bcl-2 pere liikme paljude üllatuslike omadustega, mida parajasti uurime. Teiseks tutvustan senitundmatut mitteapoptootilist surmaprogrammi, mille avastasime neuronitest, mis surevad gliiapärase neurotroofilise faktori kõrvaldamise tõttu.