解开大脑之谜:新的研究为阿尔茨海默病提供了希望
自一个世纪以前的阿尔茨海默病发现以来,毁灭性疾病的两个标志已经采取了中心阶段。
第一个被称为淀粉样斑块,是淀粉样蛋白错误折叠的密集堆积蛋白质,发生于空间之间神经细胞。阻止阿尔茨海默氏症发展的大部分努力疾病有针对性的淀粉样蛋白斑块。到目前为止,所有这些都遭遇了令人沮丧的失败。
直到最近,对第二个经典特征的研究还比较少。它由神经元体内的弦状结构组成,由另一种关键的蛋白质- tau蛋白产生。这些被称为神经原纤维缠结。
在一项新的研究中,生物设计研究所ASU-Banner神经退行性疾病中心的研究人员和他们的同事研究了大脑病理中的这些缠结,不仅是阿尔茨海默氏症的特征,也包括其他神经退行性疾病。
这项研究锁定了一种名为Rbbp7的特殊蛋白质,它的失调似乎与tau蛋白缠结的最终形成以及与阿尔茨海默病和其他疾病相关的猖獗细胞死亡有关神经退行性疾病。
这项新研究的主要作者Nikhil Dave说:“我们有一种预感,这种蛋白质与阿尔茨海默氏症有关,特别是因为我们知道,与正常大脑相比,阿尔茨海默氏症死后的脑组织中这种蛋白质减少了。”
该研究表明,降低的RBBP7水平与胎体形成和相关的神经元损失和脑重量增加的相关性与阿尔茨海默氏症的患病的大脑之间的相关性。有趣的,细胞损失和缠结形成在转基因小鼠中逆转,其RBPP7水平恢复到基线水平。
该调查结果开辟了新的研究途径,可以帮助开发阿尔茨海默病的有效治疗以及广泛的土地相关痛苦,共同称为帐篷,包括挑选疾病,六颞痴呆症和创伤性脑损伤。
这项新研究发表在本期杂志上Acta Neuropathologica。
地狱的攻击
阿尔茨海默病仍然是医学界最神秘的疾病之一。它的临床症状会在数年的时间内悄然出现,并可以被正常的衰老过程所掩盖。然而,一旦它控制了大脑,这种疾病的发展往往是迅速和无情的。
患者可能会经历一系列令人困惑的症状,包括精神错乱、身体定向障碍、妄想、健忘、攻击性、躁动和运动控制能力的逐渐丧失。
研究人员现在知道,当这种疾病的第一个表面症状变得明显时,阿尔茨海默氏症已经默默地蹂躏了大脑几十年,通常以斑块和缠结的形式留下它的“标记”。
阿尔茨海默病的疾病仍然是痴呆症的主要原因,推进年龄是主要危险因素。这种疾病一直在令人恐惧的向上轨迹,随着预期寿命增加,其他致命的疾病都变得可治疗,如果不是可治疗。目前,根据疾病研究中心,仅有580万人患有阿尔茨海默病的疾病,预计将达到2060年的1400万辆。
除了年龄增长,许多其他因素也在这种复杂的疾病中发挥作用,从遗传易感到血管疾病,如糖尿病和肥胖。生活方式的选择,包括饮食和锻炼,也会影响脆弱性。这种疾病通常折磨65岁以上的人,但早期发病可能会更早。
基因组的2.0
新的研究审查了神经变性疾病的另一个风险领域,一个对个人基因的一个轴承以及它们的表达方式。虽然在整个生命中弥补了个体基因组的三十亿个字母的DNA规范仍然是固定的,但研究人员现在知道具有各种各样和复杂性的化学信使可以在基因组上采取行动,向DNA提供指导并指导其行为。
这些已知的表观遗传变化可以开启和关闭基因,或调节这些基因产生的蛋白质数量。早期的生物学概念强调的是基因组命运的静态观点,现在已经让位于对生命的新认识,在这种认识中,环境的变化可以深刻地影响我们基因的行为方式。表观基因组对人类健康和疾病的深远影响,科学家才刚刚开始了解。
目前的研究描述了Rbbp7蛋白水平降低时大脑中发生的表观遗传变化,这是研究人员在老年痴呆症患者死后的脑组织中检测到的。
Rbbp7的一个功能是调节基因表达。它通过改变DNA与组蛋白之间的相互作用来做到这一点,组蛋白就像缝线缠绕在线轴上。当DNA线松散地包裹在组蛋白线轴上时,细胞机制可以读取暴露的DNA信息,并将其转录为信使rna,然后转译为蛋白质。然而,如果DNA线紧紧包裹在组蛋白周围,DNA基因就会被隐藏起来,转录可能部分或全部被阻断,从而降低或破坏蛋白质表达。
研究人员观察到,当Rbbp7水平降低时,另一种称为p300的蛋白质水平会升高,导致tau蛋白的翻译后修饰,即乙酰化。这样做的结果是导致tau蛋白从被称为微管的细胞结构上分离,而微管通常是tau蛋白的结合物。分离出来的tau蛋白在神经元内自由积累,最终形成与阿尔茨海默病相关的泄密性缠结。(见图表)。
低Rbbp7引起的tau的乙酰化导致tau磷酸化的增加,进一步促进脑内缠结的形成和随后的神经元损失。
在新的研究中,显示tau病理的转基因小鼠显示Rbbp7水平下降和神经元损失增加。将老鼠体内的Rbbp7恢复到正常水平后,这些病理变化得以逆转,但认知缺陷仍然存在。
Ramon Velazquez是新研究的相应高级作者,推测了这一点的原因是该研究仅针对海马的一个小次区域,而纠结的形成仍然仍然猖獗。“我们计划在未来的研究中查看过度表达RBPP7的全球影响,看看我们是否可以拯救学习,记忆和其他教育方面。”
隧道尽头的光明?
研究中概述的Rbbp7水平与tau蛋白缠结的形成、细胞死亡和认知功能丧失之间的联系大脑是引人注目的。结果表明,RBBP7可能是吸毒者发现的有吸引力的目标,以及对阿尔茨海默病的有效疗法和其他土地相关痛苦的发展。基于对这种研究的治疗可以在未来五年内准备好临床试验。
然而,作者强调其他分子参与者可能参与这些复杂的过程。在未来的研究中,研究人员计划进行广泛,无偏见的蛋白质相互作用的探测,从DNA到mRNA的转录途径以及可导致神经变性疾病的表观遗传修饰。
进一步探索
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