ALS患者体内发生了什么?
肌萎缩性侧索硬化症(ALS)是一种无法治愈的中枢神经系统疾病。在大多数情况下,ALS在确诊后的短时间内是致命的。然而,人们有时会与这种疾病一起生活几十年,就像天体物理学家史蒂芬·霍金一样。渐冻症患者体内会发生什么?肌肉运动是由一种叫做运动神经元的特殊神经元控制的。在疾病发展过程中,运动神经元逐渐死亡。随着渐冻症的发展,患者会越来越多地出现肌肉无力和瘫痪,从而导致语言、运动和吞咽障碍,日常生活受到严重限制。
哪些过程会导致神经元死亡?这一点尚不完全清楚,但研究表明,某些蛋白质行为的变化与ALS直接相关。其中一种蛋白质是rna结合蛋白蛋白质FUS(融合肉瘤),在细胞内起着至关重要的作用,因为它调节遗传信使并参与不同蛋白质的相互作用。FUS的突变导致FUS沉积和聚集在细胞质导致最具攻击性的渐冻症之一。
来自德累斯顿再生治疗中心(CRTD)的Lara Marrone和Jared Sterneckert与来自德国、意大利、荷兰和美国的科学家合作,现在发现rna结合蛋白之间的相互作用对ALS发病机制比以前认为的更重要。研究结果发表在Acta Neuropathologica.
在论文中,研究小组表明,受损的FUS蛋白-蛋白相互作用破坏了rna结合蛋白的平衡(稳态),这极大地促进了神经元的退化。科学家们还表明,药物诱导的蛋白质降解(自噬)减少了与异常累积的FUS相关的病理过程。刺激自噬挽救了这些rna结合蛋白,减少了神经元死亡。这些改善是在细胞培养实验中观察到的重新编程干细胞(iPS细胞),并使用果蝇作为模型生物进行验证。
CRTD的博士生、该研究的主要作者Lara Marrone解释说:“定位错误的FUS淹没了蛋白质降解机制,导致FUS在细胞质中积累。这引发了一个恶性循环,进一步阻碍了负责维持蛋白质稳态的细胞蛋白质质量控制系统。这就是为什么我们推测增强自噬也可以改善观察到的rna结合表型。”斯特内克特小组现在将研究增强自噬在多大程度上是ALS患者可能的治疗方法。他们研究的另一个目标是利用患者样本中的rna结合蛋白作为疾病的生物标志物。
更多信息:Lara Marrone等人。ALS患者的FUS病理与多种ALS相关蛋白的改变有关,并通过刺激自噬的药物来挽救,Acta Neuropathologica(2019)。DOI: 10.1007 / s00401 - 019 - 01998 - x