神经元通路可能会导致神经退行性疾病

2019年11月4日15:47:58神经元通路可能会导致神经退行性疾病已关闭评论
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密歇根大学的研究人员说,果蝇神经元中的损伤途径可能导致诸如阿尔茨海默氏病和ALS等疾病的突触丧失。这种被称为DLK的途径作为候选药物靶点

密歇根大学的研究人员说,果蝇神经元中的损伤途径可能导致诸如阿尔茨海默氏病和ALS等疾病的突触丧失。

这种被称为DLK的途径作为候选药物靶点最近受到关注,因为它有助于受损神经元的恶化。这些新发现通过暗示抑制DLK可能有助于神经元维持工作性突触而进一步扩大了人们的兴趣,这比简单地防止受损的神经元死亡更有用。

在果蝇中研究的这种途径类似于哺乳动物和人类神经元中的途径。包括前博士生李嘉兴和分子,细胞与发育生物学副教授凯瑟琳·柯林斯在内的UM团队发现了损伤途径与神经元中一种称为驱动蛋白的蛋白质之间的新关系,特别是一种称为Unc-104的驱动蛋白。该论文的主要作者,现在是麻省理工学院的研究员张瑶首先发现了DLK和Unc-104之间惊人的遗传相互作用。

当神经元彼此交流时,它们会彼此之间延伸一个称为轴突的投影,并形成称为突触的信息交换位点。突触之间传递信息需要许多蛋白质分子,这些蛋白质分子在神经元细胞体内产生,并通过驱动蛋白如Unc-104在轴突内长距离传递。Unc-104驱动蛋白似乎带有神经元释放神经递质进行信息交换所需的许多蛋白质。

该UM研究人员发现,当UNC-104被破坏或突变的伤害途径被触发。这建立在先前的知识基础之上,即视情况而定,该路径是神经元在受损时做出关键反应所必需的,包括启动神经元自我修复或死亡。

当Unc-104损坏或突变时,突触会变得有缺陷。以前,研究人员认为这是由于无法将突触蛋白转运到突触位点。但是,Li,Collins及其小组在研究中发现,关闭神经元损伤途径可以恢复这些突变突触的功能。他们的结果发表在eLife杂志上。

为了研究驱动蛋白和损伤途径在突触功能障碍中的作用,研究人员使用共聚焦显微镜对切开的果蝇幼虫的突触进行了成像。李还在密西根大学教授理查德·休姆(Richard Hume)的相邻实验室工作时,还使用电生理学来测量突触的发射情况。研究小组发现,当他们关闭伤途径,即突触的功能得到恢复。

柯林斯说:“那真是惊人。”“它告诉我们轴突损伤途径正在引起突触中的这些主要问题。”

研究小组发现,当Unc-104驱动蛋白受损时,该途径就会被激活,一旦被激活,该途径就会关闭通常在轴突中运输的许多突触蛋白的形成。

柯林斯说:“在果蝇系统中,我们非常了解神经解剖学。我们实际上可以看到驱动蛋白的损伤如何影响细胞体,突触和神经元中的物质。”“当我们拒绝驱动蛋白突变体的损伤途径时,我们会看到大量的突触蛋白在细胞体内积聚。这导致我们想到,损伤途径会降低许多突触蛋白的水平,

该发现暗示损伤途径的激活对突触具有负面影响。作为这项工作的补充,最近发表在《科学转化医学》上的发现表明,神经退行性疾病ALS和阿尔茨海默氏病患者的损伤途径可能被激活。

限制途径还可以延迟小鼠模型中这些疾病的症状。这引起了对作为潜在治疗靶标的途径的关注。

柯林斯说,但这也可能阻碍损伤途径的有益功能。