多種帕金森相關大腦障礙源于相同α-突觸核蛋白不同品系
近日,一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中,來自賓夕法尼亞大學的研究人員通過研究發現,不同帕金森相關的腦部障礙(synucleionpathies)的主要特征或許都是細胞內錯誤折疊的蛋白質;研究者發現,α-突觸核蛋白(α-syn)的病理學形式或是誘發多種疾病的罪魁禍首。
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圖片來源:Virginia Lee, PhD, Perelman School of Medicine, University of Pennsylvania
研究者Chao Peng博士說道,細胞類型對于不同α-突觸核蛋白變種的影響或許就能夠解決神經退化疾病研究中最重要的一個謎團,如今研究人員并未在多種神經變性腦部腦部疾病中描述細胞類型和多種疾病蛋白之間的關聯,然而到目前為止他們唯一的希望就是,和多系統萎縮癥(MSA)相關的一種蛋白或許有望幫助開發神經變性疾病的新型療法。
研究者表示,在患或不患癡呆癥的帕金森疾病、攜帶路易體(lewy小體,LBs)的癡呆癥以及大約50%的阿爾茲海默病患者中,α-突觸核蛋白都會在神經元中積累,就好像軸突和樹突中的路易體和營養障礙性神經突(lewy neurites)一樣;MSA是一種非常罕見的神經變性疾病,其會對患者大腦和機體產生廣泛的影響,而α-突觸核蛋白的行為卻并不一樣,其主要會在少突神經膠質細胞的細胞核外部積累形成神經膠質細胞質內含物(GCIs),少突神經膠質細胞是一種重要的腦部結構細胞,其對于髓磷脂的產生非常重要。
研究者發現,病理性的α-突觸核蛋白在LBs和GCIs中的形狀和生物學特性并不相同,GCIs中的α-突觸核蛋白能夠形成非常緊實的結構,而且在動物模型中傳播和擴散α-突觸核蛋白聚集效應的潛力能夠提高1000倍,而這與高度侵襲性的MSA或許相一致。研究者Virginia M.-Y. Lee博士指出,多年以前我們發現α-突觸核蛋白的原纖維能扮演“種子”的角色來誘導α-突觸核蛋白聚集形成團塊狀結構,這種原纖維能被健康神經元所吸收,從而形成路易體和營養障礙性神經突,進而損傷神經元的功能,導致神經細胞死亡。
當人類大腦衍生的α-突觸核蛋白在細胞培養物和小鼠模型中被誘導聚集時,LBs和GCIs中的病理性α-突觸核蛋白在開啟病理學表現時或許并不會對特定類型的細胞產生偏好;于是研究人員就想知道,為何帕金森疾病和多發性萎縮癥中病理性的α-突觸核蛋白會在神經元和膠質細胞中表現出不同的潛力、特性以及分布情況。
此外,研究人員還發現,少突神經膠質細胞(并非神經元細胞)或能將錯誤折疊的α-突觸核蛋白轉化成為細胞質中的蛋白,這或許就能解釋相同細胞類型中兩種不同形式蛋白的分布了。從另一方面來講,當神經元之間進行傳播時,細胞質的α-突觸核蛋白能夠維持其活性的播種功能,因此研究者總結到,錯誤折疊的α-突觸核蛋白“種子”和細胞類型或能決定α-突觸核蛋白的形式。
下一步研究人員希望理解不同類型α-突觸核蛋白出現的分子機制,少突神經膠質細胞中負責形成高潛力細胞質α-突觸核蛋白的特殊分子或能作為一種治療MSA的新型藥物靶點,同時這或許還能幫助解釋為何治療其它synucleionpathies疾病的療法或許無法有效治療MSA患者。