研究发现,亨廷顿舞蹈病蛋白控制着细胞内珍贵物质的移动
多年来,我们都知道亨廷顿蛋白(Htt)是导致亨廷顿舞蹈症的罪魁祸首。亨廷顿舞蹈症是一种神经退行性疾病,会削弱一个人的精神和身体能力。
创建蛋白质在人体内以错误的形式出现症状但为什么会发生这种情况——为什么蛋白质突变会导致疾病——这是一个尚未得到答案的问题。
布法罗大学(University at Buffalo)研究人员的一项新研究标志着在了解这个谜上迈出了一步。这项研究发表在10月8日的杂志上人类分子遗传学,表明Htt控制着珍贵货物的上下移动神经元神经细胞是构成动物神经系统核心的细胞。
你可以看到这种调节的作用:研究小组拍摄的视频和显微镜照片显示,Htt沿着神经元高速公路与被称为Rab蛋白的珍贵物质协同运动,Rab蛋白对正常细胞功能至关重要。
当科学家降低非突变Htt的数量时,四种不同的Rab蛋白质的运动发生了改变,这些蛋白质要么减慢要么加快。减速会导致交通堵塞,阻碍其他重要的货物及时到达神经元中想要的目的地。
这项研究是在果蝇幼虫但研究中的四种Rab蛋白都存在于人类神经元中,预计在人类中也会发现起作用的细胞机制。
“亨廷顿蛋白的问题在于,我们知道它与亨廷顿氏舞蹈病有关,但我们不完全了解这种蛋白质的正常功能——它在体内的作用是什么,以及为什么它的问题会导致疾病,”首席研究员Shermali Gunawardena博士说,他是UB文理学院的生物科学副教授。
她说:“我们的研究开始解开Htt是如何与亨廷顿舞蹈病有关的谜团。”“如果我们能更好地理解Htt在体内细胞内所扮演的角色,我们或许可以在症状变得严重之前,在早期阶段就解决这种疾病的治疗方法。”
Gunawardena说神经元有可能交通堵塞她的团队观察到可能有助于内含物的形成,内含物是在亨廷顿舞蹈症患者的神经元中发现的危险的蛋白质聚集。
Htt作为一个小区交通控制员
在神经元内部,微管结构网络就像一个高速公路系统,使物质从细胞的一个部分运输到另一个部分。沿着这些道路运送货物的车辆是囊泡——一种微小的膜状结构,包围或以其他方式携带从神经递质到用于细胞修复的化学物质等各种物质。
这种高速公路系统的正常运转对于细胞的正常运转是必要的,而UB的新研究阐明了Htt在保持高速公路运转中的作用。
研究集中在Htt对Rab蛋白的影响上,Rab蛋白随囊泡沿神经元高速公路移动,被认为是囊泡形成和运动的必要条件。
已知的Rab蛋白有75种,该研究研究了在果蝇和人类神经元中发现的16种rabb蛋白。当研究人员降低果蝇幼虫神经元中的正常Htt水平时,它:
- 减缓了两种Rab蛋白——rab3和rab19的运动,以及附着在蛋白质上的囊泡。当蛋白质移动到或离开神经元的主细胞体时,移动速度会减慢。
- 减缓Rab7蛋白和相关囊泡的移动,但只对那些移动到中央细胞体。
- 加速Rab2蛋白和相关囊泡的移动,但只对那些从中央细胞体移动的。
Gunawardena说,每一种Rab囊泡复合体可能在神经元中运输不同的物质,并具有对神经系统健康至关重要的功能,因此它们运动的变化可能导致神经问题。
“我们的研究开始描绘出Htt如何导致疾病的图景,”古纳瓦德纳说。“如果HTT对于Rabs运动的特定方面以及某些Rabs的功能是必要的,那么确保这一途径不被破坏可以为一种无法治疗的疾病提供新的治疗途径。”
Gunawardena说,除了Rabs 3、19、7和2之外,第五个Rab蛋白质的运动也受到了影响,但研究人员仍在分析与这第五个蛋白质相关的发现。其他被研究的Rab蛋白不受Htt还原的影响。