脑神经细胞中tau蛋白的减少能预防帕金森病和路易体痴呆吗?
一项发表在杂志上的新研究eNeuro的问题表明,答案是否定的。如果这得到证实,那么这一结果与阿尔茨海默病不同,在阿尔茨海默病中,脑神经元中内源性tau水平的降低对多种疾病模型具有保护作用——这进一步表明,tau在路易体痴呆发病机制中的作用与阿尔茨海默病不同。
帕金森病痴呆和路易体痴呆的特征都是脑神经元中错误折叠的α -突触核蛋白在细胞内聚集,这两种疾病是仅次于阿尔茨海默病的第二大神经退行性痴呆的常见原因。
由神经学副教授Laura Volpicelli-Daley博士领导的阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员使用了她11年前开发的帕金森病模型。Volpicelli-Daley应用非常低浓度的改变的α -突触核蛋白,这已经采取了病理构象,无论是在体外还是在体内神经元。神经细胞占据了一些原纤维。在细胞内,改变的α -突触核蛋白作为种子吸引天然存在于神经元中的可溶性α -突触核蛋白。这将可溶性α -突触核蛋白转化为病理的、不溶性的聚集体,损害神经元功能并导致细胞死亡。这些修饰的α -突触核蛋白包涵体与帕金森病患者死后大脑中发现的包涵体具有相同的形态。
这种疾病模型——被称为模板化α -突触核蛋白包涵形成——用于比较产生正常数量tau蛋白的神经元,与缺乏一个或两个tau基因的突变神经元,因此具有更少或没有tau蛋白。如果内源性tau有助于疾病进展,杂合或敲除的tau突变体预计会显示出保护作用。然而,UAB研究人员发现与野生型对照没有区别。
在他们的研究结果中,研究人员首先表明,细胞中确实存在tau和α -突触核蛋白之间的相互作用——这两种蛋白质都位于原代培养神经元的突触前末端和小鼠大脑皮层中,这与先前人类大脑制备的发现一致,并且几项体外研究表明这两种蛋白质相互作用。
然而,在体外培养的初级海马神经元中,tau蛋白的减少或完全缺失并不能阻止原纤维诱导的α -突触核蛋白包涵体的形成。在小鼠实验中,注射原纤维6周或6个月后,tau蛋白的减少或缺失也不能阻止原纤维诱导的α -突触核蛋白在大脑运动控制或边缘区域的形成,包括皮层、杏仁核、海马体和致密黑质。
最后,虽然小鼠模型中的α -突触核蛋白原纤维导致半数产生神经递质多巴胺的野生型神经元死亡,但tau杂合或tau敲除小鼠的多巴胺能神经元显示相同数量的神经元死亡,这意味着没有保护。此外,减少tau蛋白对原纤维诱导的?-synuclein内含物小鼠的行为表型没有任何重大影响。
Volpicelli-Daley说:“在这里,我们已经证明内源性tau蛋白的减少并不影响模板化α -突触核蛋白包涵体的形成或多巴胺神经元的丧失。”“这表明针对帕金森病的治疗方法可能比减少tau更复杂。这与阿尔茨海默病不同,减少tau蛋白被认为是一种可能的治疗方法。”
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材料所提供的阿拉巴马大学伯明翰分校.由杰夫·汉森原创。注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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