生物钟在神经退行性疾病发挥意想不到的作用
虽然你的身体可能抱怨的很多不舒服影响时差,你的大脑可能会感谢你,穿越时间旅行。
西北大学的研究人员在一项新的研究中,诱导亨廷顿疾病的时差在果蝇模型,发现时差果蝇神经元保护。然后确定和测试生物钟管理基因,当撞倒,也保护大脑免受疾病。
这些发现揭示潜在的新的治疗途径减缓或阻止的进展神经退行性疾病。
“似乎违反直觉,但我们显示一点压力是好事,”西北大学的拉维•Allada博士说昼夜节律领导这项研究的专家。“我们巧妙地操纵了生物钟,压力似乎神经。”
这项研究将发表在《华尔街日报》4月2日细胞的报道。Allada是爱德华·c·时特聘教授和部门的主席在西北大学的神经生物学Weinberg艺术与科学学院。
神经退行性疾病患者经常体验深刻的昼夜节律被打乱,或者睡眠-觉醒周期。他们可能会比平常睡得或失去入睡的能力。这可能会导致夜间游荡,增加搅拌,一般压力和降低生活质量。
“我们早就知道中断时钟是神经退行性疾病的早期信号,“Allada说。“在许多情况下,睡眠中断先于其他症状。但是我们不知道是否昼夜中断引起的疾病或疾病的后果。”
为了调查这个问题,Allada亨廷顿病的果蝇模型,研究模型生物昼夜节律和神经退行性疾病。虽然果蝇似乎与人类完全不同,神经元控制苍蝇的睡眠周期人类惊人地相似”。果蝇基因突变的亨廷顿也展示类似的症状作为人类疾病:减少寿命,电动机赤字,神经退化,破坏昼夜节律和患病的大脑中蛋白质的积累,聚合和导致神经元死亡。
“通常,果蝇醒来,非常活跃,然后去睡觉,变得不活跃,“Allada解释道。“这是一个24小时的模式。在亨廷顿的模型中,没有节奏。苍蝇醒来和入睡。”
Allada团队改变了苍蝇的昼夜节律的两种不同的方式。研究人员改变了一群苍蝇,苍蝇的环境通过改变光暗的日常计时周期。这个操作导致苍蝇生活20小时的一天,而不是24小时的一天。另一群苍蝇,研究者突变基因,是众所周知的控制内部生物钟。
“我们基本上每天给苍蝇时差的他们的生活,”Allada说。“这就像旅行每天四个小时东。”
在这两种情况下,突变亨廷顿疾病蛋白质聚合更少和更少的神经元死亡。Allada,预期时差对大脑造成更多的伤害,很惊讶。“我们想知道时钟在疾病发挥了作用,”他说。“原来时钟是重要,但我们没有预测的方式。”
Allada和他的团队是如此着迷于他们的结果研究了一步。他们决定通过几十个clock-controlled屏幕基因确定一个也同样保护大脑与神经退行性疾病。
团队把目光聚集在一个基因编码”组织热休克蛋白”,或简称为“跳”。不仅是跳由生物钟的控制,基因还负责蛋白质折叠。因为错误折叠的蛋白质会导致许多不同的神经退行性疾病,Allada认为跳了一个有趣的目标。他和他的团队撞倒了跳跃基因在果蝇蛋白质导致亨廷顿疾病并被惊讶。推倒基因恢复了苍蝇的无节奏的昼夜时钟,减少大脑病变蛋白质的聚合,减少神经元的数量被这些蛋白质。
“我们认为抑制这个基因,帮助你的蛋白质正确折叠将会使事情变得更糟,但是他们变得更好,”Allada说。“这再一次表明,一点点的压力可能是好。”
接下来,Allada计划测试这个方法在果蝇模型的阿尔茨海默氏症。他相信目标和推倒跳跃基因可能是一个早期干预对减缓各种神经退行性疾病的进展。
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