帕金森患者的皮肤样本为疾病机制和可能的临床测试提供了线索
![A. The first panel shows the relative levels of protein synthesis in cells from healthy donors compared to those from two classes of Parkinson’s patients; those carrying a gain of function LRRK2-G2019S mutation and sporadic cases, the most common form which is not directly inherited. Protein synthesis was reduced in both groups. B. In dopamine producing nerve cells treated with the pesticide rotenone, neuritic protrusions die back and protein synthesis is reduced. This is rescued by a LRRK2 inhibitor drug. Credit: University of Turku) 帕金森患者的皮肤样本为疾病机制和可能的临床测试提供了线索](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2020/5f60ab2c4888a.jpg)
在最近发表的一项研究中,来自图尔库大学图尔库生物科学中心和芬兰阿卡德米大学(Åbo akadei University)的研究人员监测了新蛋白质的产生,因为它们是由细胞的蛋白质构建机制核糖体产生的。
他们在皮肤中发现了这一点细胞从帕金森患者的前臂中提取,将RNA翻译成蛋白质与年龄相仿的健康捐赠者的细胞相比减少了原因是一种叫做LRRK2的酶,与健康捐赠者的细胞相比,它在患者细胞中更活跃。
“这些结果很有趣,因为LRRK2被认为有助于帕金森氏症疾病这篇文章的主要作者埃莉诺·科菲(Eleanor Coffey)说。
该研究的第一作者Prasannakumar Deshpande补充说:“尽管开发用于治疗帕金森病的LRRK2抑制剂的药物项目已经在进行中,但了解LRRK2在可能导致疾病的细胞中所起的作用仍然很重要。”
曾经常见的杀虫剂帮助解开了这一机制
当研究人员将LRRK2抑制剂药物添加到患者样本中时,他们发现新蛋白质的合成恢复到控制水平。接下来,他们使用农药鱼藤酮(暴露于鱼藤酮会导致人类出现类似帕金森病的症状)在啮齿动物脑细胞中模拟帕金森病。他们发现鱼藤酮能抑制蛋白质合成,并导致产生多巴胺的神经细胞轴突的损耗,这些神经细胞也会在帕金森氏症中死亡。当使用LRRK2抑制剂药物治疗时,这两种效应都逆转了。此外,在缺乏LRRK2基因的小鼠中,神经细胞中的蛋白质合成增加了。
科菲说:“这些数据确定了LRRK2在控制遗传密码转化为蛋白质的过程中的关键作用。”
为了了解LRRK2是如何减少蛋白质合成的,研究人员检查了一个被称为黑质的大脑区域,它在帕金森病中受到影响。在暴露于鱼藤酮的大鼠中,他们发现蛋白质合成的控制者获得了“磷酸盐标记”,这是蛋白质合成停止的信号。其中一个标记在患者皮肤细胞中尤为突出。作者能够证明,LRRK2抑制剂药物逆转了这些标记,并允许细胞重新制造新的蛋白质。
蛋白质合成减少可能是帕金森病的一个指标
科菲解释说:“在这项研究中,我们没有发现多系统萎缩患者蛋白质合成下降的证据,这是一种运动障碍,从症状上难以与帕金森病区分,但具有不同的病因和预后。”
这表明某些蛋白质合成的减少是帕金森病所特有的,可以用作生物标志物的读数。此外,随着患者年龄的增长和疾病的进展,抑制蛋白质合成更值得注意,Deshpande补充道。这在健康个体中没有发生。分析了压抑的合成将提供一种监测疾病进展的手段。
早期发现有助于治疗
该研究小组目前正在检查数百个患者样本,以确定哪一组下调的蛋白质在识别帕金森病方面表现出最佳的鉴别能力,以及是否可以在运动症状出现之前用于检测帕金森病。
“如果能找到这样的特征,它可以通过提供患者分层的工具来帮助改善临床试验结果。如果成功,这将有助于加速帕金森病患者更好治疗方法的开发。”Coffey总结道。