CRISPR有助于识别潜在的阿尔茨海默氏症相关蛋白

东京大学的专家在导致阿尔茨海默氏症的途径中发现了一种新的蛋白质。研究人员使用CRISPR/Cas9的“分子剪刀”来寻找与神经退行性疾病相关的新基因。

阿尔茨海默氏症的确切病因尚不清楚，但有一个得到充分支持的理论集中于一种叫做β淀粉样蛋白。聚集，或聚集在一起，以及两种蛋白质的沉积，淀粉样蛋白β和tau蛋白是阿尔茨海默氏症的标志

CRISPR/Cas9可以让科学家对内部的DNA进行特定的改变细胞。研究人员使用CRISPR/Cas9系统删除在培养皿中生长的老鼠细胞中的单个基因，然后测量细胞产生的β淀粉样蛋白的数量。

“我们相信这是第一次有人使用CRISPR/Cas9基因筛选技术来寻找淀粉样蛋白产生的变化，”该研究的共同第一作者堀幸子(Yukiko Hori)说研究论文发表在美国实验生物学学会联合会杂志东京大学讲师。

研究人员测试了19,150个基因对淀粉样蛋白水平的影响，排除了除钙和整合素结合蛋白1 (CIB1)以外的所有基因。

没有功能性CIB1基因的细胞产生异常高水平的β淀粉样蛋白。

“没有人知道为什么阿尔茨海默氏症患者的大脑中会出现β淀粉样蛋白沉积，但我们认为这个过程的起点可能是CIB1，”东京大学病理生物化学专家、该研究实验室负责人TaisukeTomita教授说。

在健康细胞中，CIB1并不直接参与淀粉样蛋白的处理，但CIB1会附着在一种叫做γ分泌酶在细胞内部和细胞膜上。在没有CIB1的细胞中，γ分泌酶在细胞内花费更多时间，不会移动到膜。

淀粉样蛋白β蛋白在达到最终形式之前经过多级修剪过程。在健康条件下，γ分泌酶处理淀粉样蛋白β前体以产生最终淀粉样蛋白β蛋白。加工活性发生在细胞内的内部隔室中，然后γ分泌酶移动到细胞的表面膜。

小鼠细胞中的其他实验允许研究人员跟踪CIB1如何调节伽马分泌酶。在健康的细胞， CIB1不直接参与伽马分泌酶处理β淀粉样蛋白的活动，但CIB1在内部室和细胞膜表面与伽马分泌酶结合。

在没有CIB1的细胞中，伽马分泌酶停留在细胞内的腔室中，不会移动到细胞膜表面。在内室的时间越长，分泌酶就能产生更多的β淀粉样蛋白。

Hori说:“我们的结果表明，调节CIB1和伽马分泌酶的位置可能是老年痴呆症治疗的新靶点。”

在细胞实验的说服下，富田博士的研究小组决定直接寻找阿尔茨海默氏症患者大脑中CIB1含量的变化。他们检查的病人数据来自美国的一个长期项目，宗教秩序研究和记忆与衰老项目(ROSMAP)。该项目跟踪志愿者的健康状况，这些志愿者都是专业的宗教领袖(修女、神父、兄弟)，并同意在死后捐赠器官用于研究。

被诊断为早期阿尔茨海默病的人的大脑CIB1水平低于健康的人。矛盾的是，被诊断为老年痴呆症晚期患者的CIB1水平高于健康水平。

“我们不能确定为什么在老年痴呆症晚期CIB1会增加。重要的是，在阿尔茨海默病的早期和晚期，CIB1的调节是不正常的，”富田说。

未来的研究项目将揭示更多关于CIB1在导致不健康β淀粉样蛋白水平和阿尔茨海默病的细胞过程中的作用的细节。研究人员还计划使用CRISPR/Cas9筛选技术来寻找影响其他主要阿尔茨海默病的新基因疾病蛋白质，tau。

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