大脑神经细胞中蛋白质α-突触核蛋白的聚集体

2019年12月25日15:32:12大脑神经细胞中蛋白质α-突触核蛋白的聚集体已关闭评论
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大脑神经细胞中蛋白质α-突触核蛋白的聚集体在帕金森氏症和其他神经退行性疾病中起关键作用。这些蛋白质团块可以从神经细胞传播到神经

大脑神经细胞中蛋白质α-突触核蛋白的聚集体在帕金森氏症和其他神经退行性疾病中起关键作用。这些蛋白质团块可以从神经细胞传播到神经细胞,导致疾病进展。由以太坊科学家领导的一组研究人员现已发现,人体如何摆脱这些有害的聚集体。他们的发现可能为神经退行性疾病的治疗开辟新方法。

与这些疾病有关的是长而又细小的纤维或原纤维,大量的α-突触核蛋白分子可以聚集在这些纤维上。但是,单个非聚集的α-突触核蛋白分子是健康大脑功能的关键,因为该蛋白在神经细胞突触中神经递质多巴胺的释放中起关键作用。当蛋白质在人的神经细胞中聚集成原纤维时,必须先改变其三维形状,然后才能再行使其正常功能。原纤维对神经细胞也有毒性。反过来,产生多巴胺的细胞死亡,使大脑的多巴胺供应不足,这会导致帕金森氏症的典型临床症状,例如肌肉震颤。

破译机制破获

通过细胞培养实验,研究人员能够证明α-突触核蛋白原纤维可以进入健康细胞并在其中积累。“原纤维一旦进入新细胞,它们就会在此处“募集”其他α-突触核蛋白分子,然后改变其形状并聚集在一起。苏黎世联邦理工学院蛋白质网络生物学教授保罗·皮科蒂(Paola Picotti)解释说,这就是这种原纤维被认为是一种感染细胞的方式,并且随着时间的流逝,它会占据整个大脑区域。她构思了这项研究,该研究发表在最新一期的《科学转化医学》杂志上,该期刊由她所在小组的前博士后胡安·格里兹(Juan Gerez)领导。

苏黎世联邦理工学院,苏黎世大学医院和加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家团队还能够破译自然分解α-突触核蛋白原纤维的细胞机制。一种称为SCF的蛋白质复合物可特异性检测α-突触核蛋白原纤维,并将其靶向已知的细胞分解机制。正如研究人员在对老鼠的测试中所证明的那样,这种方式阻止了原纤维的扩散:当研究人员关闭SCF的功能时,神经细胞中的α-突触核蛋白原纤维不再被清除。相反,它们在细胞中积累并扩散到整个大脑。

干细胞或基因疗法

Picotti和Gerez在如何将SCF分解机制应用于治疗中看到了广阔的机遇。Gerez说:“ SCF复合物越活跃,α-突触核蛋白原纤维清除的越多,这可能会减慢或最终阻止此类神经退行性疾病的发展。”他继续解释说,SCF复合体寿命很短,几分钟之内就会消失。治疗方法将集中于稳定复合物并增加其与α-突触核蛋白原纤维相互作用的能力。例如,可以为此目的开发药物。

皮科蒂说,另一种帮助帕金森氏症患者的方法是将神经干细胞移植到大脑中。她解释说,以前的尝试并不十分成功,因为大脑中的α-突触核蛋白原纤维感染了健康细胞。她总结说:“如果我们能够设法使干细胞不让原纤维进入,或者立即分解它们所允许的任何原纤维,那么这可能会促进干细胞治疗。”最后,基因疗法可用于稳定神经细胞中的SCF复合物,从而增加其活性。“但是,就潜在疗法而言,我们仍处于起步阶段,” Gerez说,“尚不清楚是否可以开发出有效的疗法。”