新的高效抑制剂可以预防神经退行性
海德堡大学的神经生物学家发现,通常激活保护性遗传程序的神经元连接处的特殊受体如何在位于突触外的外神经细胞死亡。他们对神经退行性过程的基本发现同时使研究人员的神经科学中心(IZN)成为治疗剂的全新原则。在小鼠模型的实验中,他们发现了一类新的高效抑制剂来保护神经细胞。正如希尔玛·巴丁(Hilmar Bading)博士指出的那样,这种新颖的药物阶层首次开放,以应对目前无法治疗的神经系统疾病。这项研究的结果发表在科学。
Bading教授及其团队的研究专注于所谓的NMDA受体。该受体是一种由生化信使激活的离子通道蛋白:神经递质谷氨酸。它允许钙流入细胞。钙信号在突触中的运动塑性过程中设置为运动,但也传播到细胞核中,在该细胞核中激活保护性遗传程序。位于神经连接处的谷氨酸激活的NMDA受体细胞在大脑中具有关键功能,有助于学习和记忆过程以及神经保护。但是在突触之外也发现了相同的受体。这些突触外NMDA受体构成威胁,因为它们的激活会导致细胞死亡。然而,通常,有效的谷氨酸细胞摄取系统确保这些受体未被激活并且神经细胞仍未受损。
在存在疾病的情况下,这种情况可能会发生巨大变化。例如,如果在中风后未向大脑的一部分提供足够的氧气,则循环中的破坏会抵消谷氨酸摄取系统。谷氨酸水平的外部突触增加,从而激活突触外NMDA受体。结果是神经细胞损伤和死亡伴随着脑功能的限制。突触以外的谷氨酸水平增加不仅发生在大脑的循环障碍期间。Bading教授解释说:“证据表明,突触外NMDA受体的毒性特性在许多神经退行性疾病中起着核心作用。”根据科学家的说法,这尤其适用于阿尔茨海默氏病和肌萎缩性的侧索硬化症,其肌肉无力和肌肉浪费以及视网膜变性,甚至在感染病毒或寄生虫感染后脑损伤。
尽管神经元连接处的谷氨酸激活的NMDA受体有助于建立保护罩,但外部突触,它们从Jekyll博士转变为Hyde先生。“了解为什么外突触NMDA受体会导致神经细胞死亡是开发神经保护疗法的关键,“继续进行Bading教授。这正是海德堡研究人员集中精力的地方。在他们的实验上,他们能够证明NMDA受体发现外部突触的外部突触形成了一种类型的“类型”。死亡复合物”具有另一种离子通道蛋白。该蛋白质称为TRPM4,在体内具有多种功能,在心血管系统中具有角色和免疫反应。突触外NMDA受体的有毒特性。
使用分子和蛋白质生化方法,科学家确定了两种相互作用蛋白的接触表面。有了这些知识,他们使用基于结构的搜索来识别可能破坏这种纽带的物质,从而消除和灭活“死亡综合体”。这种新的抑制剂(海德堡研究人员称之为接口抑制剂”,因为它们破坏了在外部突触外NMDA受体和TRPM4之间形成的键,以表彰其非常有效的保护者神经细胞。“我们在这里使用一个全新的治疗剂原理。接口抑制剂为我们提供了一种可以选择性去除突触外NMDA的有毒特性的工具受体,” Bading教授解释说。
Bading教授和他的团队已经能够证明新抑制剂在中风或视网膜变性的鼠标模型中的功效。海德堡研究人员认为,有充分的理由希望这种界面抑制剂(作为广谱神经保护剂口服)为当前无法治疗的神经退行性疾病提供治疗方案。“但是,它们可能批准作为人类使用的药物将需要几年的时间,因为新物质必须首先成功地经过许多临床前和临床测试阶段。”