帕金森氏病更好的模型
EPFL的科学家解决了在动物中对帕金森氏病进行建模的长期问题。使用新发现的见解,它们可以改善该疾病的细胞和动物模型,这可以推动研究和药物开发。
帕金森氏病的特征是大脑中神经元内的蛋白质团块出现,称为刘易身体。众所周知,为了进行研究和药物筛查的疾病来对动物的疾病进行建模,在帕金森的研究和治疗中留出了差距,因此在动物中繁殖路易的身体。EPFL科学家现在已经显示了人类与动物之间的差异。利用知识,科学家产生了细胞和小鼠模型,以更准确地重现帕金森氏病的发展,以进行基础研究和药物开发。该作品发表在PNAS。
一个世纪的问题
Lewy身体主要由称为“α-突触核蛋白”的蛋白质组成。大脑中丰富的α-核蛋白通常参与神经元信号的传播。但是在帕金森氏病中,α-突触核蛋白会结块,聚集并最终缠结成一个称为原纤维的弦。这些是路易尸体的形成。
即使这近一个世纪以来,我们仍然不知道它们为什么形成或如何贡献帕金森氏病的进展。主要原因是我们没有准确再现路易体形成的动物模型。在人类中,当大脑产生正常量的α-突触核蛋白时,路易体形成。什么时候老鼠通常用于建模人类疾病,用于建模帕金森氏症,它们在基因上进行了过度生产。但是,在小鼠中产生时,人α-核蛋白不会形成原纤维和刘易体。
同源物相互作用
小鼠产生了三种类型的突触核蛋白,与人α-突触核蛋白相似。因此,它们被称为其“同源物”。一种可能性是,人α-突触核蛋白与其同源物相互作用的方式可能阻止其在小鼠中形成Lewy身体。为了确定这种情况,Hilal Lashuel和他在EPFL的团队研究了在小鼠的神经元中产生人α-突触核蛋白时发生了什么,这些小鼠经过基因工程而错过了他们的三个或全部三个脊柱核蛋白同源物。
这项由博士生Mohamed-Bilal票价领导的研究表明,缺少一个或所有三个同源物的小鼠神经元成功形成了与Lewy Bodies相似的团块。对小鼠大脑的测试产生了相似的结果。最后,科学家发现,小鼠的同源物直接与人α-突触核蛋白聚集到路易体内的早期中间体相互作用。小鼠的同源物会干扰其生长并扩散在整个大脑中。
这一切意味着人α-突触核蛋白不会在小鼠中形成Lewy身体,因为其动物中的同源物阻止了它这样做。这一发现解释了为什么很难在普通小鼠中对帕金森氏病进行建模,而帕金森氏病具有所有的突触核蛋白同源物。换句话说,成功建模小鼠疾病的关键是遗传抑制其人α-突触核蛋白的同源物。
一个新模型
努力工作被基因工程处理过小鼠和神经元文化,该小组为科学和医学界开发并描述了路易机构的新模型。希拉尔·拉舒尔(Hilal Lashuel)预计,新见解将推动繁殖帕金森氏病特征的神经元和体内模型的发展,并允许筛查新药。他说:“我们现在有了一个很好的特征模型,为快速筛选帕金森氏病涉及的分子途径提供了有力的工具。”“但是,由于它也可以使我们能够理解人α-突触核蛋白如何形成神经元内的原纤维,以及这如何促进疾病的发展,因此我们可以制定更好的药物和干预策略来预防这种疾病。”
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