倒垃圾对大脑健康至关重要
一点小混乱不会害死人的，对吧?错了。东京医科和牙科大学(TMDU)的研究人员最近表明，大脑中细胞“垃圾”的积聚实际上会导致神经退行性变，甚至死亡。
报告他们的研究结果自然通讯，研究人员描述了细胞废物处理机制(称为“替代”)的缺陷自噬会导致脑细胞中铁和蛋白质的致命积聚。
该研究的主要作者山口博文解释说:“细胞不断清除功能失调或不必要的成分，然后降解和回收。”“自噬是一个过程，不需要的细胞成分和蛋白质包含在一个称为自噬体的球形双膜囊泡中，它与充满酶的溶酶体融合形成自溶酶体。然后，废物被分解并被细胞重复使用。”
这种常见的自噬形式被称为典型自噬，具有很好的特征，涉及一组自噬相关蛋白，如Atg5和Atg7。然而，最近也描述了几种独立于atg5的替代自噬途径，其生物学作用尚不清楚。
在确定酵母中的替代自噬相关蛋白后，TMDU的研究小组将注意力集中在一种名为“Wipi3”的哺乳动物同源物上，该同源物此前曾与规范的自噬有关。Yamaguchi说:“当我们在小鼠细胞系中删除Wipi3并诱导选择性自噬时，我们不再观察到双膜自噬体或单膜自噬溶酶体的形成，这证实了Wipi3对选择性自噬至关重要。”
含有大脑特异性Wipi3缺失的小鼠表现出生长和运动缺陷，这在神经退行性疾病患者中最常见，研究人员还注意到铁和铁代谢蛋白铜蓝蛋白在大脑中的积累大脑细胞感染小鼠。
研究的资深作者Shigeomi Shimizu解释说:“铁沉积已被标记为各种神经退行性疾病的可能触发因素，通常与铁结合蛋白的异常积累有关。”“我们的发现有力地证明了替代自噬，特别是Wipi3，可能对防止铁的有毒积聚至关重要。”
有趣的是，尽管wipi3缺陷小鼠和Atg7(典型自噬)缺陷小鼠表现出类似的运动缺陷，但它们表现出非常不同的亚细胞变化，这表明替代自噬和典型自噬独立起作用以保护神经元。支持这一点的是，小鼠Wipi3和Atg7的缺失几乎总是致命的。
研究人员希望这项研究能促进神经保护药物的开发。初步测试表明，另一种自噬相关的替代方法Dram1的过表达蛋白质，可以逆转Wipi3缺失的影响，并可能成为未来治疗各种神经退行性疾病的基础。这篇文章，“Wipi3对替代自噬至关重要，其损失导致神经退行性变”，发表在自然通讯。
