错误的细胞膜的混合与帕金森病有关

处理实验室培养的人类大脑细胞,约翰霍普金斯大学的研究人员报告说,他们发现了一个更受欢迎的连接的一个最常见的基因突变在帕金森症和脂质斑块的形成在大脑中被认为有助于破坏特征的运动神经元疾病。

发生突变的基因保存GBA1的代码,一个代谢的酶脂肪分子在细胞中,占大多数的大脑细胞膜。研究人员认为,脂肪分子混合物的变化导致大脑蛋白质碎片粘在一起,形成“死区”在大脑中被称为路易小体,从而影响运动、学习和行为。

的总结发表在1月8日的工作美国国家科学院院刊》上。

“我们相信这个研究给了我们一个更好的理解GBA1突变的影响及其作用在帕金森病的发展和进步,”汉Seok Ko说,博士,副教授约翰霍普金斯大学医学院的神经病学的细胞工程研究所。

根据Ko,路易小体是由团的蛋白质称为α-synucleins。在健康的细胞、单α-synuclein蛋白质缆索四人为一组,称为四聚体,抗聚集在大脑中。然而,在帕金森病、单α-synucleins粘在一起的细胞膜,使得神经元相互沟通。

脂肪分子细胞膜就像一个马赛克作为水泥,蛋白质在一个错综复杂的设计。在健康细胞,GBA1确保“水泥”和正确地镶嵌在一起。Ko说,他和他的团队认为GBA1突变时,这个过程出错和细胞膜的成分是changed-determiningα-synuclein四聚体是否能够保持。

为了测试这个理论,Ko和他的团队研究了去除的影响使用CRISPR-Cas9 GBA1在实验室培养的人类神经元细胞,基因编辑技术。他们把一半的“编辑”与miglustat细胞,药物主要用于阻止脂肪分子的生产,并观察到细胞中的蛋白质含量。

研究人员发现,删除GBA1特定脂肪酸叫葡糖神经酰胺的分子水平的提高。葡糖神经酰胺水平上升时,报道,稳定α-synuclein四聚体的数量下降。返回到接近正常水平与miglustat治疗。

Ko和他的团队相信葡糖神经酰胺水平上升稳定细胞膜结构,导致α-synuclein四聚体脱落的马赛克和单一α-synucleins闯入。

“这很有趣,因为过去的研究集中在如何GBA1突变引起单α-synuclein聚合,但不影响稳定的四聚体,“Ko说。

研究人员然后测试他们的想法在人类神经元来自GBA1-associated帕金森症患者,发现,像人类帕金森病细胞实验室培养的细胞中大约两倍的葡糖神经酰胺膜比没有帕金森症突变的细胞。同样,单一α-synucleins也增加了这些细胞的数量,和治疗miglustat有效恢复α-synuclein四聚体基本正常。

在最后的测试中,研究人员想要研究取代GBA1能否恢复膜的功能组合。使用病毒改造后添加的功能复制GBA1基因进入细胞,Ko发现? -核蛋白四聚体回到基本正常,α-synuclein总量减少的数量。

在未来,研究人员打算进一步研究影响GBA1蛋白对α-synuclein四聚体的形成和整体神经的健康。

在2004年第一次观察到,GBA1-associated帕金森病是目前已知的帕金森病的最常见的突变。据研究人员介绍,5到10%的帕金森症患者携带GBA1突变。