研究为帕金森病和阿尔茨海默病提供了新的认识,并为治疗开辟了道路
贝勒医学院和德克萨斯儿童医院的一组科学家发现,在三个独立的实验室模型中,蛋白质TRIM28可以促进两种关键蛋白质的积累,这两种蛋白质推动了帕金森病、阿尔茨海默病和相关疾病的发展。这一发表在《eLife》杂志上的发现,为这些疾病提供了新的认识,并为药物开发提供了可能的机会。
“TRIM28是一个蛋白质它在胚胎发育过程中起着至关重要的作用,”资深作者、分子生物学教授胡达·佐格比博士说人类遗传学贝勒大学儿科神ob体育开户网址经学和发育神经科学博士,德克萨斯儿童医院简和丹·邓肯神经学研究所所长。“在这里,我们发现它还可以调节导致阿尔茨海默病和帕金森病发展的蛋白质。”
阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病是由蛋白质积累到对大脑有毒的水平所驱动的。其中两种蛋白质是α -突触核蛋白,它在帕金森病中积累,另一种是tau蛋白,它导致阿尔茨海默病。
“一些帕金森氏症患者还表现出痴呆症的症状。在这些情况下,大脑显示α -突触核蛋白和tau蛋白的积累,”第一作者、Zoghbi实验室的博士后马克西姆·卢梭博士说。“有一部分痴呆症患者是由tau蛋白驱动的,但你也会发现α -突触核蛋白的积累。”
这一医学证据激发了研究人员去调查为什么在这些疾病中积聚在大脑中的所有蛋白质中,tau和α -突触核蛋白是帕金森病和阿尔茨海默病中经常同时发现的两种蛋白质。
为了研究这个问题,科学家们进行了两组筛选实验。他们在Zoghbi实验室对人类细胞进行了筛选和验证,在贝勒大学分子与人类遗传学和分子与细胞生物学教授胡安·博塔斯博士的实验室对果蝇进行了筛选和验证。在一组实验中,他们筛选了改变突触核蛋白水平的基因,在另一组实验中,他们筛选了改变tau水平的基因。他们发现了一些既可以调节tau蛋白也可以调节α -突触核蛋白的基因,但只有一种对两者都有强调节作用的基因,即TRIM28。
“当我们将TRIM28的活性降低50%时,tau和α -突触核蛋白的水平下降了,对细胞的损害也显著降低了,”霍华德·休斯医学研究所的研究员Zoghbi说。
为了找到TRIM28将tau和α -突触核蛋白结合在一起的机制的线索,科学家们询问如果增加细胞中TRIM28的数量,这些分子会发生什么。
卢梭说:“我们研究了两种小鼠模型——一种是α -突触核蛋白积累,另一种是tau蛋白积累——在动物表现出进一步的蛋白质积累或疾病症状之前,过度表达TRIM28。”“我们观察到,在各自的动物模型中,过度表达TRIM28加速了蛋白质的积累。”
进一步的实验表明,tau和α -突触核蛋白与TRIM28形成复合物,这些复合物稳定了蛋白质。利用实验室培养的脑细胞,科学家们发现,复合物优先在细胞核中积累,是有毒的。
与约翰霍普金斯大学医学院的一个团队合作,他们还发现TRIM28与帕金森病和相关疾病患者死后脑组织中tau和α -突触核蛋白的积累有关。
Zoghbi说:“我们的工作表明,通过降低TRIM28的活性,我们可以明显减少果蝇和疾病小鼠模型中tau和α -突触核蛋白的积累。”“这些结果鼓励我们考虑开发降低TRIM28水平的药物的可能性,以帮助预防阿尔茨海默病、帕金森病和相关疾病的发展。”