正常的朊病毒蛋白调节铁代谢
凯斯西储大学医学院的研究人员发现,朊病毒蛋白在大脑中聚集引起的铁不平衡可能是克雅氏病(CJD)细胞死亡的原因之一。
这一突破是在阿尔茨海默氏症和帕金森氏症患者大脑中发现的某些蛋白质也具有调节作用之后发现的铁.结果表明,神经毒性研究人员说,这种铁的形式被称为氧化还原活性铁,可能是这三种疾病中神经退行性疾病的一个特征。
进一步说,正常的作用朊蛋白可能为维持铁平衡和减少CJD患者铁诱导的神经毒性的策略提供了一个靶点,CJD是一种罕见的疾病退行性疾病目前还没有治愈方法。
研究人员报告说,缺乏PrPC会阻碍铁的吸收和储存,更多的研究结果现在发表在《生物多样性研究》的网络版上阿尔茨海默病杂志.
“有许多怀疑论者认为铁是神经元死亡的旁观者或最终产物,没有任何作用神经退行性条件这篇论文的资深作者、凯斯西储大学(Case Western Reserve)病理学和神经学教授妮娜·辛格(Neena Singh)说。“我们并不是说铁不平衡是唯一的原因,但无法保持大脑中铁的稳定水平似乎是重要原因神经元死亡."
朊病毒是PrPC的错误折叠形式,是CJD的传染性和致病因子。PrPc是存在于包括大脑在内的所有组织中的正常形式。科学家们表示,PrPc是一种铁还原酶,也就是说,它有助于将氧化铁转化为一种可以被细胞吸收和利用的形式。
在他们的研究中,缺乏PrPC的小鼠模型也缺乏铁。通过在他们的饮食中补充过量的无机铁,体内铁的正常水平得以恢复。当停止补充时,老鼠又缺铁了。
铁代谢途径的检查表明,缺乏PrPC会损害铁的吸收和储存,而铁吸收的替代机制不能弥补缺乏。
细胞对铁的吸收、储存和释放有一个严密的调节系统。辛格解释说,PrPC是这一过程中的一个基本元素,它在CJD中的聚集可能导致铁不平衡的环境,这对神经元细胞是有害的
随着CJD的进展,PrPC可能形成不溶性聚集物,铁还原酶功能的丧失与铁在体内的隔离相结合朊病毒聚集物会导致患病大脑中铁的不足,从而产生潜在的有毒环境,如该小组早些时候报道的那样自然俱乐部》杂志上。
最近,辛格研究团队的成员还帮助确定了一种高度准确的测试,以确认在活着的患者中是否存在CJD。他们发现,大脑中的铁不平衡反映为脑脊液中除PrPc外的铁管理蛋白水平的特定变化。研究人员在该杂志上报告称,利用这种液体诊断疾病的准确率为88.9%抗氧化剂和氧化还原信号上个月在网上。
辛格的团队目前正在研究朊病毒蛋白如何将氧化铁转化为可用的形式。他们还在评估朊病毒蛋白在大脑中的作用铁代谢,以及在克雅氏病、阿尔茨海默病和帕金森病病例中观察到的铁失衡是否反映在脑脊液中。液体中的特定变化可以为这些疾病提供疾病特异性诊断测试。