缠结蛋白如何杀死脑细胞,促进老年痴呆症
深入观察阿尔茨海默氏症(Alzheimer's disease)、大多数形式的痴呆症或与脑震荡有关的综合症(被称为慢性创伤性脑病(CTE))患者的大脑,你会发现一个常见的疑似罪魁祸首:一种名为tau的蛋白质,其纤维状、毛球状的缠结。
这些被统称为“陶陶病态”的病症在全球范围内困扰着许多人,仅阿兹海默症就影响着美国600万人。
但在德国精神病学家阿洛伊斯·阿尔茨海默发现这一现象一个多世纪后τ缠结在美国,科学家们仍有很多东西需要了解。
科罗拉多大学博尔德分校的一项研究本周发表在《华尔街日报》上神经元的研究首次表明,tau聚集物吞噬了内部的RNA或核糖核酸细胞干扰称为剪接的整体机制,最终将需要细胞所需的蛋白质。
“了解tau蛋白如何导致神经退化是理解阿尔茨海默病的关键疾病高级作者罗伊·帕克(Roy Parker)说,他是科罗拉多大学博尔德分校生物化学教授和生物前沿研究所(BioFrontiers Institute)主任。“如果我们能了解它的作用以及它是如何在疾病中恶化的,我们就能开发出新的治疗方法来治疗目前基本上无法治疗的疾病。”
这项研究是由医学博士埃文·莱斯特领导的。医学科学家培训项目的候选人,该项目使学生能够同时攻读科罗拉多大学安舒茨医学院的医学学位和科罗拉多大学博尔德分校的博士学位。
在他的部分医学训练中,莱斯特在丹佛的CU阿尔茨海默氏症和认知中心与医生和病人一起工作,近距离观察更多的研究是多么的重要。
“我们现在对这些患者无能为力——没有疾病改变——对阿尔茨海默氏症或大多数其他tauopathies的治疗,”莱斯特说,他指出70%的神经退行性疾病被认为至少部分与tau蛋白聚集有关。
在这项研究中,研究人员从细胞系和患有类似阿尔茨海默病的老鼠的大脑中分离出tau蛋白聚集物。然后他们使用基因测序技术来确定里面是什么。
他们首次证实了tau聚集物中含有RNA核糖核酸这是一种单链分子键,用于在细胞中合成蛋白质。他们确定了它是哪种RNA,具体是snRNA,或小核RNA,或小核仁RNA。
他们还发现,tau蛋白会与被称为核斑的细胞机制相互作用,隔离和取代其中的蛋白质,并破坏被称为RNA剪接的过程,在这个过程中,细胞会剔除不需要的物质来产生新的、健康的RNA。
“tau聚集物似乎隔离了与剪接相关的RNA和蛋白质,破坏了它们的正常功能,并损害了细胞制造蛋白质的能力,”Lester说。
值得注意的是,科学家们在阿尔茨海默病患者死后检查他们的大脑,发现了细胞中存在剪接相关缺陷的证据。
这篇论文是帕克实验室一系列探索tau聚集物扰乱脑细胞工作机制的论文中的第一篇。
已经有几家公司在进行临床试验,测试能够在神经退行性疾病患者身上完全去除tau蛋白的药物。但莱斯特说,这可能会产生意想不到的后果。
“该领域的一个大问题是,没有人真正知道Tau在健康的人身上,它可能在不在纠结时具有重要功能,”他说。
帕克和莱斯特希望通过更准确地了解它是如何伤害和杀死细胞的,带来一种不同的方法。
“我们的想法是在保持tau正常功能的同时干预异常功能,”莱斯特说。
虽然他现在的病人不太可能从他的发现中获益,但有朝一日他未来的病人可能会受益。
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