像阿尔茨海默氏症和帕金森氏症这样的神经退行性疾病被定义为大脑中有毒蛋白质的致病性积累。然而,现在,来自美国国家量子科学与技术研究所的科学家们已经确定,参与细胞蛋白质降解的p62蛋白可以阻止有毒寡聚tau物种在小鼠大脑中的积累,这是第一次在活体模型中证明p62的“神经保护”功能。
为了维持细胞内稳态(即平衡状态),细胞进行选择性自噬或不需要的蛋白质的自我降解。自噬受体通过介导靶蛋白的选择来控制这一过程,然后靶蛋白被“清除”。
Tau蛋白在稳定和维持大脑神经元的内部组织方面发挥着重要作用,但在痴呆症和阿尔茨海默病等疾病中,Tau蛋白会异常地积聚在神经元内。这种过度磷酸化的tau蛋白(或tau寡聚物)的积累导致痴呆症患者大脑中神经原纤维缠结(nft)的形成,并最终导致神经元细胞死亡,从而导致该疾病的进行性神经退行性症状。现在,虽然tau蛋白可以通过选择性自噬降解,但其发生的确切机制仍然是一个谜。
然而,在最近的一项突破中,日本国家量子科学与技术研究所的科学家们所做的一项研究证明了一种特定的基因——量子量子起着至关重要的作用p62基因- tau寡聚物选择性自噬。该团队包括研究人员小野Maiko Ono和小组组长Naruhiko Sahara,他们都来自日本国家量子科学与技术研究所的功能性脑成像部门。他们的论文发表在衰老细胞,于2022年6月5日在网上发布。
先前的研究报道,tau蛋白的异常积累可能通过p62受体蛋白(一种选择性自噬受体蛋白)被自噬途径选择性抑制。Maiko Ono说:“这种蛋白质的泛素结合能力有助于识别有毒蛋白质聚集体(如tau寡聚物),然后可以通过细胞过程和细胞器降解。”
然而,这项研究的新颖之处在于p62在活体模型中的“神经保护”作用,这是以前从未做过的。那么,研究人员是如何做到这一点的呢?他们使用痴呆小鼠模型。其中一组小鼠的p62基因被删除(或敲除),因此它们不表达p62受体蛋白。
利用免疫染色和比较生化分析对这些小鼠的大脑进行了研究,发现了一幅有趣的画面。在p62基因敲除(KO)小鼠的海马体(与记忆相关的大脑区域)和脑干(协调身体呼吸、心跳、血压和其他自愿过程的中心)中发现了神经毒性tau蛋白聚集体。当我们将这一点与痴呆症的症状(包括记忆丧失、思维混乱和情绪变化)结合起来考虑时,这些发现就很有意义了。
MRI扫描显示p62 KO小鼠海马退行性变(萎缩)和炎症。对他们大脑的死后评估显示,他们海马体中的神经元损失更大。进一步的免疫荧光研究表明,异常tau物种聚集体可引起p62 KO小鼠神经元炎症和细胞死亡的细胞毒性。特别是,低聚tau蛋白在p62 KO小鼠的大脑中积累得更多。
总的来说,本研究的结果证明,通过消除并因此阻止大脑中寡聚tau物种的聚集,p62在痴呆模型中发挥了神经保护作用。
在世界各地的研究人员都在努力开发治疗痴呆症和其他相关神经退行性疾病的药物的时候,这项研究的发现将为tau寡聚物的准确靶向提供重要的证据。全球老年人口每年都在增加;因此,开发减缓各种神经退行性疾病发生和发展的方法的需求也在扩大。这项研究为解决这一需要迈出了积极的一步。
故事来源:
材料所提供的美国国家量子科学与技术研究所.注:内容可能会根据风格和长度进行编辑。
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