帕金森病:为什么脑细胞死亡?


时间:2018-03-01 05:43:29  次浏览 )

 

 研究人员发现,一种已知对其他细胞功能很重要的分子也可能成为针对路易体的靶点,路易体是帕金森病中大脑中积聚的毒性蛋白质沉积物。


这种名为心磷脂的分子是线粒体的一个重要膜组分,它是细胞内部的小动力源,为它们提供能量并帮助它们促进新陈代谢。

路易体是帕金森病的标志之一。它们含有毒素集群的α-突触核蛋白和其他尚未妥善折叠的蛋白质。

在Nature Communications上发表的一篇论文中,加拿大圭尔夫大学的研究人员描述了他们如何发现心磷脂折叠α-突触核蛋白的“新机制”。

他们还发现心磷脂“可以”将α-突触核蛋白从毒性团簇中拉出并重新折叠,从而“有效缓冲”或延缓蛋白质毒性的进展。

“确定心磷脂起着至关重要的作用”,高级研究作者,分子与细胞生物学系教授Scott D. Ryan指出,“保持[α-突触核蛋白]功能意味着心磷脂可能代表一种新的发展目标治疗帕金森病的疗法“。

α-突触核蛋白机制尚不清楚
帕金森病是一种脑萎缩症,随着时间的推移会变得更糟。条件的最常见的症状包括震颤,肌强直,受损的平衡和协调,运动缓慢。

它也有与运动无关的症状,包括但不限于 - 焦虑,抑郁,睡眠障碍,便秘和疲劳。

全世界有超过1000万人与帕金森患者在一起,其中包括美国的约100万人和加拿大的约100,000人。

这种疾病大多在50岁以后发生,尽管在10%的病例中可以提前发病。

帕金森病与其他运动障碍之间的主要区别在于前者是由大脑黑质区域中多巴胺产生细胞的死亡引起的。

多巴胺是信使分子或神经递质,有助于控制运动。许多治疗帕金森病的目标是提高大脑中的多巴胺水平。

虽然不正确折叠的α-突触核蛋白是路易体的特征 - 其存在先于帕金森氏病中的多巴胺细胞死亡 - 具体机制尚不清楚。

然而,我们知道的是,它在正常形式下,α-突触核蛋白似乎对于细胞中的健康功能是重要的。

例如,有证据表明α-突触核蛋白对于神经递质的储存和循环是重要的,并且它也可以在控制提高多巴胺水平的酶中起作用。

心磷脂在脑细胞中的作用减弱
为了了解脑细胞如何处理错误折叠的α-突触核蛋白,Ryan教授和他的同事们使用人类干细胞进行了实验。

“我们认为,”Ryan教授说,“如果我们能更好地理解细胞如何正常折叠α-突触核蛋白,我们可能能够利用该过程来溶解这些聚集体并减缓疾病的传播。”

研究人员将正常干细胞与携带突变型α-突触核蛋白基因的帕金森病患者进行了比较。

通过这些实验,研究小组发现α-突触核蛋白附着于脑细胞内的线粒体,并且线粒体中的心磷脂将蛋白质重新折叠成无毒形式,从而延迟α-突触核蛋白毒性的过程。

科学家们还发现,在具有导致家族性帕金森病的α-突触核蛋白突变形式的细胞中,“缓冲能力降低”。

因此,研究人员认为心磷脂减缓或阻止α-突触核蛋白毒性进展的能力最终不堪重负,并导致帕金森病患者细胞死亡。

他们认为,他们的研究结果可能会导致一种新药,通过靶向心磷脂在折叠α-突触核蛋白中的作用来减缓疾病的进展。

“希望是,”瑞恩教授说,“我们将能够拯救动物模型中的运动障碍,这是治疗这种疾病的原因迈出的一大步。”

“基于这一发现,我们现在更好地理解了为什么神经细胞在帕金森病中死亡,以及我们如何能够干预。”

Scott D. Ryan教授

 
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