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Nature:科学家关闭脑细胞死亡开关

来源:生物通
摘要:科学家们研究发现能中止患脑疾病小鼠脑细胞死亡,该研究加深了人们对人类神经退行性疾病(如阿尔茨海默症和帕金森症)的理解。英国研究人员称他们在患朊病毒疾病的小鼠(相当于患克-雅氏症CJD)中,找到了引起脑细胞死亡的主要通路。随后他们阻断了该通路,并成功避免了脑细胞死亡,使小鼠存活得更久。专家称这项研究为“......

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科学家们研究发现能中止患脑疾病小鼠脑细胞死亡,该研究加深了人们对人类神经退行性疾病(如阿尔茨海默症和帕金森症)的理解。

英国研究人员称他们在患朊病毒疾病的小鼠(相当于患克-雅氏症CJD)中,找到了引起脑细胞死亡的主要通路。随后他们阻断了该通路,并成功避免了脑细胞死亡,使小鼠存活得更久。该研究发表在2012年5月6日的Nature杂志上。

专家称这项研究为“理解杀死神经元因素的一项重大突破”,指出阿尔茨海默症、帕金森症和CJD等大脑疾病通过一个通用机制杀死神经细胞。 研究者解释道,在神经退行性疾病中,蛋白以多种方式错误折叠,形成构象怪异的蛋白。在阿尔茨海默症病人大脑的斑块plaques和帕金森病人的路易体Lewy bodies中都发现了这些畸形蛋白的存在。

“令人兴奋的是,在由不同错误折叠蛋白引起的不同神经退行性病变中,我们发现了一种脑细胞死亡的通用机制。”在英国Leicester大学毒理学系领导该研究的Giovanna Mallucci说。

“我们能在患有朊病毒疾病的小鼠体内调节这种机制并保护脑细胞,意味着我们可能找到一种方法来治疗其他病变。”她在本研究的声明中称。

全世界约有一千八百万人患有阿尔茨海默症,而在60岁以上人群中每100个人就有一个患有帕金森症。在这些疾病中,大脑的神经元死亡,从内部摧毁大脑。然而神经元的死亡一直是个不解之谜,这已成为早期疾病诊断和研发有效治疗的障碍。

TRIGGER触发器

Mallucci的团队在患朊病毒疾病的小鼠脑中,发现错误折叠蛋白的形成激活了一个细胞的天然防御机制,这种机制会关闭新蛋白的产生。该机制通过磷酸化eIF2(真核翻译起始因子的α-subunit)短暂停止蛋白翻译。

研究人员解释道,通常情况下这种关闭机制会重新打开,但在这些患病小鼠中,持续的畸形蛋白生成使这个开关保持关闭。这是引起脑细胞死亡的一种触发器,因为细胞无法生成其生存所必须的关键蛋白。

在该研究中,朊蛋白的复制累积抑制了eIF2α-P合成的所有蛋白的翻译,而这与朊症小鼠的突出传递失败和神经元损失相关。研究者进一步发现,恢复这些小鼠海马体内的蛋白翻译能保护神经细胞。 经过治疗的小鼠,其脑细胞被保护起来,维持了蛋白水平并重建了突触传导(脑细胞彼此传递信号的通路)。即使只有一小部分大脑被治疗,小鼠仍能存活的更长。

与通过慢病毒介导的RNAi降低朊蛋白水平一样,过表达GADD34(一种特异性的eIF2α-P磷酸酶)也能减少eIF2α-P的水平。结果是这两种手段都能够在朊病毒疾病中恢复至关重要的翻译,拯救失败的突触传导和神经元损失,从而显著改善小鼠的存活情况。相应的,抑制eIF2α-P去磷酸化的salubrinal,会增加在朊病毒疾病小鼠eIF2α-P的水平,恶化神经毒性并显著降低存活情况。

Charity Alzheimer's Research UK的研究主管Eric Karran说,尽管研究还处在初期阶段,其成果就已经非常令人激动。“尽管神经退行性疾病可能由很多不同因素诱发,这项研究说明它们可能通过一种共同的机制损伤神经细胞。这是一个吸引人的新观念,即一种治疗手段可能对一系列不同疾病都有效,”他说。

伦敦国王学院的分子神经生物学教授Roger Morris(未参与该研究),称这项发现是“理解神经退行性疾病如何杀死神经元的一项重大突破” 他说,“我们有足够的理由相信,在朊病毒疾病中发现的这种现象同样适用于阿尔茨海默症和其他神经退行性疾病。” 

(生物通编辑:叶予)

作者: 2012-5-24
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