中央信号响应中发现线粒体能量的疾病
研究人员确定了主网络的信号分子,就像一个“保险丝盒”来调节细胞线粒体呼吸链中有缺陷的能量流的影响疾病各种难治性会能量紊乱。使用这些知识,他们表明,烟碱酸,维生素B3的一种形式,部分恢复正常功能细胞来自患者线粒体疾病。
的研究中,费城儿童医院的(切),表明监管信号网络可以提供一个共同的大道目标在发展中有效,个性化治疗许多线粒体能量紊乱。
线粒体是微小的生物结构作为细胞发电厂,从营养成分中提取能量驱动的身体。线粒体功能障碍时,他们可能会损害的功能可能在人体任何器官,往往令人眼花缭乱的各种方式。线粒体疾病可以在不同的组织有不同的影响和严重程度,从盲目到运动不耐受,往往会随着时间的推移逐步破坏儿童和成人。
“找到一个共同的细胞反应显示,一些秩序存在于这些基本的混乱能量疾病,”研究负责人Marni j·福尔克说,医学博士主任和主治医生Mitochondrial-Genetic疾病诊所。“识别中央因素调节线粒体疾病的表现就像家用电系统故障排除:而不是分析问题可能发生在每个单独的灯泡或开关板,我们已经找到保险丝盒中的一个核心问题。”
福尔克和他的同事们今天在《华尔街日报》发表了他们的研究《公共科学图书馆•综合》。
主要线粒体疾病直接影响呼吸链的功能(RC)的高度保守的序列化学反应线粒体内产生能量的氧气和营养。
“有数百种不同的个人原因RC故障,”福尔克说,“但我们发现了一个共同的细胞response-an集成,nutrient-sensing信号能量流受损时认为承认。响应改变宿主的生物通路,在许多组织中,这些二级生化变化实际上是导致疾病的症状。”
RC线粒体疾病的故障可能导致症状,如癫痫、中风、失明、心脏病、进步的肌肉无力,或易受感染等问题。无法治愈的存在,和最新的治疗RC疾病在很大程度上是无效的。
在当前的研究中,福尔克和他的同事们分析了人类骨骼肌细胞反应和皮肤细胞,发现RC疾病破坏至关重要的生物学途径由少数主信号控制因素:FOXO, PPAR,克利斯托AMPK, mTORC1。所有这些因素是细胞信号网络的固有成分,营养供应和规范发展。
“好消息在我们的研究中是信号通路调节机体免疫反应的线粒体疾病已经众所周知的其他原因,”福克说。“使用代理,恢复他们的集体活动朝着正常运转提供潜在的治疗线粒体RC疾病的各种症状。”
在她的团队之前的动物研究的基础上,表明降胆固醇药物称为航行恢复肾脏功能在一个钢筋混凝土缺陷的小鼠模型,福尔克和他的同事使用X一种维生素B3,烟酸,在当前的研究中。就像航行,烟酸刺激PPAR信号通路。这里,他们加入了烟酸的纤维母细胞细胞株生长的皮肤患者线粒体疾病称为利综合征导致中风在年幼的儿童。
福尔克说,结果是令人兴奋的。烟酸的规范化不仅是PPAR信号活动,但在一个集成的信号网络,也改善了整体细胞respiration-the细胞利用氧气的能力。“尽管潜在的遗传缺陷在RC功能持久,我们能够扭转它的一些主要有害的下游影响至关重要的细胞功能受损的线粒体疾病的许多品种。”
福尔克警告说,还有许多工作要做,包括动物模型的研究,以确定这一发现病人组织和细胞培养中可能导致有效的临床治疗方法。但她补充说,“找到一个中央信号机制高度多样化的RC常见疾病应该允许研究人员更好地分类的细微差别这种信号反应理解亚型线粒体疾病和时尚个性化的治疗恢复特定的信号变化确定在个别病人。”
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