研究表明新方法来刺激大脑的免疫细胞清除有毒废物与阿尔茨海默氏症

一种新发现的“能源开关”免疫细胞的大脑可能会导致阿尔茨海默病药物的发展,最常见的痴呆症。

新加坡南洋理工大学、新加坡(南大)科学家们发现后阻塞和关掉这个开关,“大脑免疫细胞被称为小神经胶质细胞能够去除毒性蛋白,可以建立并导致阿尔茨海默氏症。

小胶质细胞倾向于受损的患者体内,使他们更能清除细胞有毒废物。为了恢复清理功能,科学家们“关掉”他们的低效率的代谢通过阻止一种关键酶免疫细胞的粘附发电部分。

实验的结果为开发药物,可以专门针对大脑新陈代谢免疫细胞来治疗阿尔茨海默氏症,导致全球所有痴呆病例的60%到70%。世界卫生组织估计,全球有7800万人将在2030年有痴呆。

这种药物有高利息的卫生保健。虽然有方法治疗阿尔茨海默氏症的症状,目前没有明确的治疗条件,往往影响老年人和损害人的思考能力。

研究者的研究结果,发表在美国国家科学院院刊》上2023年2月,符合的目标之一南大2025年战略计划对健康生活的需求和挑战和老化。

破解一个新陈代谢之谜

南阳为首的研究人员的发现,安娜·巴伦助理教授从南大的李光前医学院,源于他们的工作调查一个叫做转运蛋白的生物分子的功能蛋白质,发电部分免疫细胞中发现,这是广泛应用于临床研究跟踪炎症。

助理教授《巴伦周刊》集团曾表明,这种蛋白质药物激活导致更少的有毒废物积聚在大脑中,条件的改善小鼠阿尔茨海默氏症。但是这工作还不清楚。

破解难题的团队和他们的最新实验细胞小鼠阿尔茨海默氏症。他们的工作表明小胶质细胞的转运蛋白的蛋白质是至关重要的免疫细胞的大脑产生自己的能量。

小胶质细胞执行“吞噬”的重要功能和清除β淀粉样蛋白的有毒蛋白质积聚在大脑神经细胞损伤和死亡原因,导致阿尔茨海默氏症。正确地完成他们的工作,消除有毒废物,免疫细胞需要大量的能量。

研究小组表明,没有转运蛋白的蛋白质,小胶质细胞小鼠阿尔茨海默氏症的一个能源问题,不能删除β淀粉样蛋白,导致疾病恶化的老鼠。

“我们发现,小胶质细胞缺乏蛋白质转运蛋白与受损的小胶质细胞在衰老和阿尔茨海默氏症,”助理教授巴伦说。“这些受损的小胶质细胞产生能量和效率低下不能清理有毒废物与阿尔茨海默病小鼠的。”

实验还表明,当转运蛋白的蛋白质,酶hexokinase-2,糖代谢,踢在小胶质细胞转化为行动来弥补。这种酶促进低效细胞产生能量的一种方式。令人惊讶的是,当hexokinase-2成为激活细胞线粒体的发电部分。

研究人员发现hexokinase-2也激活小胶质细胞暴露于毒性更强形式的β淀粉样蛋白时,正如发生在阿尔茨海默氏症。科学家们相信这项发现能部分解释如何在阿尔茨海默氏症患者和小胶质细胞失败当人们的年龄。

操纵在小胶质细胞能源生产酶的作用,南大研究人员开发出一种激活工具。他们的工具是闪亮的蓝色的光到hexokinase-2酶的转基因版本“关掉”之一,其功能。

,当这一切发生的时候,它阻碍了酶的能力,坚持发电部分的小胶质细胞和部队的细胞停止依赖低效的能源生产的方法。实验结果表明,这种改进的能力明确β淀粉样蛋白的近20%。

然而,如果hexokinase-2粘能力不是受阻的,它的功能是通过灭活酶,它不会帮助小胶质细胞清除废物。这一观点提供了一个未来的药物靶点的关键线索。

有针对性的药物开发

助理教授巴伦说,她的研究小组的发现为他们提供一个基础开发新药,可以专门在大脑中免疫细胞的新陈代谢来治疗阿尔茨海默氏症。

例如,药物可以促使大脑的小胶质细胞更有效地产生能量,从而明确有毒的β淀粉样蛋白预防阿尔茨海默氏症。

这些药物可能目标hexokinase-2酶,存在于大脑的小胶质细胞在高水平患有阿尔茨海默氏症。

团队预计靶向药物对阿尔茨海默病是一种进步在这些药物被研究现在没有专门瞄准大脑小神经胶质细胞的新陈代谢。

高级顾问杨博士Tianrong新加坡国家神经学研究所的神经学家他并没有参与这项研究,巴伦说,助理教授和她的团队能够获得新的见解的拼图拼凑所需能源小胶质细胞清除β淀粉样蛋白在大脑中。

“重要的是,他们发现hexokinase-2导致提高能源生产的位移,提高了小胶质细胞摆脱β淀粉样蛋白的能力。这是hexokinase-2位移的意义的战略是一个潜在的治疗目标为改善β淀粉样蛋白去除小胶质细胞,”杨博士说。

巴伦的研究助理教授的团队强调的可能性,有一天,我们可以利用小胶质细胞吸收有毒的内在能力β淀粉样蛋白通过重置他们的能源生成框架,”他补充道。

未来的研究团队正计划包括在老鼠实验来验证他们观察到在动物细胞可以被复制,在生理条件下会有一个意想不到的影响的结果。

控制小胶质细胞新陈代谢的方法使用激活工具也将在研究证明有用的能源生产在细胞为其他疾病,包括糖尿病和肥胖。

“这个工具给了我们一个了解代谢导致疾病。从历史上看,这是很难研究,因为大多数方法控制新陈代谢不可逆转,导致毒性或不感兴趣的目标细胞。然而,我们的工具使我们能够控制能源可逆过程在特定的细胞,也不能杀死细胞被研究,”助理教授巴伦说。