脑细胞中蛋白质比例的变化导致了早期认知能力下降的潜在变化
![Enhanced Ca<sup>2+</sup> entry through L-type channels results in augmentation of currents underlying medium and slow AHPs in hippocampal CA1 pyramidal neurons expressing 4R0N-tau. (Ai,Bi) Membrane current evoked following a depolarizing voltage step to + 10 mV (100 ms duration) in absence (black trace) and presence (gray trace) of nimodipine (10 μM) in cells expressing either EGFP only (Ai) or 4R0N-tau (Bi). (Aii,Bii) show in higher resolution the current underlying activation of the medium AHP in the absence and presence of the L-type channel inhibitor in cells expressing EGFP (Aii) or 4R0N-tau (Bii). (C) Application of nimodipine (10 μM) reduced the amplitude of the current underlying the medium AHP in both EGFP-expressing (n = 4, p = 0.048) and 4R0N-tau-expressing (n = 6, p = 0.001) cells. (D) Nimodipine (10 μM) significantly reduced the amplitude of the current underlying the slow AHP in both EGFP-expressing (n = 4, p = 0.043) and 4R0N-tau-expressing (n = 6, p = 0.007) neurons. The effect of nimodipine was greater in 4R0N-tau-expressing neurons. p ≤ 0.05, ** p ≤ 0.01. Credit: <i>Scientific Reports</i> (2022). DOI: 10.1038/s41598-022-18648-0 新发现显示,脑细胞中蛋白质比例的变化导致了早期认知能力下降的潜在变化](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2022/ratio-shift-of-protein-1.jpg)
早期的认知能力下降可能是由于我们大脑细胞中一种蛋白质亚型的比例发生了变化,从而引发了细胞的损失。这项新研究发表在科学报告,说明了这可能是如何造成的。这一发现为预防包括痴呆和阿尔茨海默症在内的神经退行性疾病的发生提供了新的治疗靶点。
这项研究首次考察了改变琴键平衡对神经活动的影响蛋白质被称为τ。这种蛋白质在大脑中积累并形成缠结,其含量升高是痴呆症和阿尔茨海默症的标志。尽管tau蛋白被充分记录为这些疾病背后的主要破坏过程之一,但到目前为止,它在早期-认知能力下降没有被很好地理解。
在正常的人类大脑细胞tau蛋白的六种亚型数量大致相等,其中三种被分组为4R-tau蛋白,三种被分组为3R-tau蛋白。科学家们认为,当4R-tau蛋白亚型比例发生变化时,这种增加会产生不利影响,导致早期认知障碍,在老年动物中也可以看到同样的影响。
为了验证这一比率转移理论,来自布里斯托尔生理学、药理学、神经科学和生物化学学院的研究人员更详细地检查了4R-tau亚型,以及改变不同亚型平衡对脑细胞的急性影响神经活动.
通过动物模型,研究小组发现两个4R-tau亚型增加了l型的数量钙而第三个则没有。另外两种4R-tau亚型的作用是由一种直接蛋白质产生的:tau蛋白和钙通道之间的蛋白质相互作用。l型钙通道数量的增加(这也发生在老年动物中)导致脑细胞的活性被一种增强的抑制反应抑制,即慢后超极化(慢AHP)。缓慢的AHP是由钙离子进入大脑一种叫做l型钙的蛋白质离子通道通道.
研究小组表明,海马体中的效应是由于更多的钙通过l型钙通道进入神经元,这支持了现有的证据,即痴呆症中的神经死亡是由钙超载引起的。
他们的发现表明,在早期认知障碍期间海马神经发生的变化是在患者最终被诊断为痴呆症之前发生的变化。
布里斯托尔生理学、药理学和神经科学学院的神经科学教授尼尔·马里昂教授是该研究的主要作者,他说:“我们令人兴奋的发现表明,防止4R-tau亚型和l型钙通道之间的直接相互作用可以作为一种预防痴呆发作的治疗方法。”