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蛋白质折叠疾病的新希望

来源:生物谷
摘要:2012年1月6日,据《每日科学》报道,两个来自美国西北大学的相关研究,为解决预防和治疗蛋白质折叠疾病如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症亨廷顿氏病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、癌症、囊性纤维化及2型糖尿病提供了新的策略。细胞内的蛋白质要正常工作,首先必须折叠成正确的形状。有超过300多种疾病其根本原因在于蛋白质的......

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2012年1月6日,据《每日科学》报道,两个来自美国西北大学的相关研究,为解决预防和治疗蛋白质折叠疾病如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症亨廷顿氏病、肌萎缩性侧索硬化症(ALS)、癌症、囊性纤维化及2型糖尿病提供了新的策略。



细胞内的蛋白质要正常工作,首先必须折叠成正确的形状。如果没有,那可能就会导致麻烦。有超过300多种疾病其根本原因在于蛋白质的错误折叠、聚集并最终引起细胞功能障碍和细胞死亡。



这项西北大学的新研究鉴定出了新的基因和途径以防止蛋白质的错误折叠和毒性聚集、保持细胞的健康,还鉴定出了具有治疗潜力的小分子,恢复受损细胞的健康,为药物开发提供了新的靶子。



基因筛查研究发表于《公共科学图书馆遗传学》(PloS  Genetics)期刊上。小分子的研究发表于《自然-化学生物学》(Nature  Chemical  Biology)期刊上。



\"这些发现激动人心,因为我们鉴定出了能保持我们健康的基因,以及能保持我们健康的小分子,\"研究的领导者Richard  I.Morimoto说,\"今后的研究应解释这2个重要的领域是如何相互作用的。\"



Morimoto是分子生物学教授,同时也是西北大学温伯格艺术与科学学院水稻研究所教授,芝加哥医学协会科学主任。



发表于PLoS  Genetics上的基因筛查研究是在线虫上开展的。线虫与人类有很多相同的生物学机制。正是因为如此,这种小动物是一个很有价值的研究工具,另外还因为它的基因组或者说完整的遗传信息是已知的。



在这项工作中,Morimoto和他的团队人员测试了线虫几乎所有的约19000个基因。他们每次降低一个基因的表达,来观察这个基因是否能抑制细胞内的蛋白聚集。这个基因能增加聚集或者减轻聚集,或压根就没有影响?



研究人员发现有150个基因确实有作用。随后他们进行了一系列的测试,并瞄准了能使细胞中的所有蛋白质更健康的9个基因。(这些基因对不同疾病相关的大量蛋白质有积极的作用。)



这9个基因定义了一个核心的\"homeostastis\"网络,保护动物的蛋白质组(整个一套机体所表达的蛋白质)免受损伤。\"这些是最重要的基因,\"Morimoto说,\"与150个基因相比,搞清楚这9个基因是如何工作相对来说轻松些。\"



在发表于《自然-化学生物学》(Nature  Chemical  Biology)上的研究中,Morimoto和他的同事们在人体组织培养细胞里筛选了将近一百万个小分子,来确定那些能恢复细胞保护自身免受蛋白损伤的能力的小分子。



他们鉴定出七类化合物(基于化学结构),能增强细胞产生更多保护性分子伴侣的能力,从而恢复蛋白质的正确折叠。研究人员称这些化合物为Proteostasis调节子。他们发现,这些化合物恢复了细胞的健康,减少了蛋白的聚集及保护细胞对抗蛋白的错误折叠。因此,当用这些小分子治疗患病动物时,这些动物恢复了健康。



Morimoto和他的团队随后对代表所有7类的30个有潜力的小分子进行了详细的分子生物学分析。他们发现某些化合物比其他化合物更有效。



\"我们还不清楚这些小分子的详细机制,但我们已经为进一步的开发鉴定出了一些好的药物候选分子,\"  Morimoto说。



发表于PloS  Genetics上的文章标题是《一种基因筛查策略鉴定出Proteostasis网络的新调节子》,文章的第一作者为M.Catarina  Silva,西北大学和杜克大学联合培养博士。国家卫生研究院、美洲联盟治愈亨廷顿氏病协会、AdaL.Rice基金会支持了这项研究。



发表于《自然-化学生物学》(Nature  Chemical  Biology)期刊上的论文题目为《蛋白质构象疾病的小分子Proteostasis调节子》,第一作者是Barbara  Calamini,前西北大学博士后研究人员,现在是杜克大学的研究科学家。美国国立卫生研究员(NIH)和Daniel  F.及Ada  L.Rice基金会支持了这项研究。
作者: 2012-1-13
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