这一发现揭示了帕金森病是如何在大脑中传播的
韦尔康奈尔医学研究人员领导的一项新研究表明,蛋白质α -突触核蛋白的聚集物通过细胞废物喷射过程在帕金森病患者的大脑中扩散。
在这个被称为溶酶体胞吐的过程中,神经元会排出它们无法分解和回收的蛋白质废物。这一发现发表在8月22日的《美国科学》杂志上自然通讯这项研究可能会解开帕金森病的谜团之一,并为治疗或预防帕金森病带来新的策略神经障碍.
“我们的研究结果还表明,溶酶体胞吐可能是处理来自神经元的聚集和抗降解蛋白的一般机制——在正常、健康的情况下神经退行性疾病该研究的资深作者马努·夏尔马博士说,他是威尔康奈尔医学院费尔家族脑与心智研究所和阿佩尔阿尔茨海默病研究所的神经科学助理教授。
帕金森氏症是一种以神经元死亡为特征的疾病,其特征是在大脑中扩散,通常持续数十年。这种疾病以导致手颤抖、肌肉僵硬、步态缓慢和其他正常运动障碍而闻名。但它会影响广泛的大脑区域,导致许多不同的症状,包括晚期痴呆症。美国大约有100万人患有帕金森症。现有的治疗方法可以缓解一些运动异常,但不能阻止疾病的进展——主要是因为研究人员还没有完全理解这一过程。
在过去几十年对帕金森病的研究中,一个重要的发现是,这种疾病中神经元的死亡会随着异常神经在大脑中的扩散而发生聚合突触核蛋白,一种神经元蛋白。这种扩散是一种类似感染的链式反应过程,聚集物诱导正常的突触核蛋白加入它们,并且随着它们变大,分裂成更小的聚集物继续传播。在小鼠和非人类灵长类动物身上进行的实验表明,将这些聚集物注入大脑会引发这种扩散,以及一些帕金森样的神经退行性病变。但神经元如何将它们传递给其他神经元的细节,一直没有得到很好的理解。
在这项研究中,夏尔马博士和他的团队,包括共同第一作者谢英雪(Weill Cornell Graduate School of Medical Sciences)博士研究生,通过对帕金森小鼠模型的详细研究表明,α突触核蛋白聚集物——能够扩散并引起神经退行性变——起源于神经元内部。他们发现,这些聚集物聚集在被称为溶酶体的细胞中的胶囊状垃圾箱中。
溶酶体含有酶,可以将蛋白质和其他分子废物分解成它们的组成部分,基本上是消化和回收它们。但研究人员发现证据表明,α突触核蛋白聚集物在溶酶体中不能很好地分解,这种聚集物以紧密的键结合在一起,形成一种紧密/紧密的层状结构,称为“淀粉样蛋白”;相反,人们通常发现它们只是从原始神经元中被丢弃了。在这个被称为胞吐的过程中,溶酶体移动到细胞膜并与之融合,因此溶酶体内容物被释放到细胞周围的液体中,没有任何包裹。这一发现有助于解决该领域一个激烈争论的问题。
研究人员还在进一步的实验中表明,通过降低溶酶体胞吐率,他们可以降低具有扩散能力的聚集物的表观浓度。夏尔马博士说,这为治疗帕金森症提供了一种未来的方法。
他说:“我们还不知道,但如果神经元将这些聚集物保存在溶酶体内,即使从长期来看,它们可能会更好。”“我们在一些遗传疾病中看到了类似的溶酶体功能损伤,但这些并不一定会导致帕金森病水平的疾病。”
夏尔马博士强调,之前的研究,包括遗传学研究,已经将溶酶体异常不仅与帕金森症联系起来,还与许多其他神经退行性疾病联系起来。这提示溶酶体胞吐可能是这些疾病中蛋白质聚集物扩散的一般机制,并有可能成为治疗和预防的一般目标。
他和他的团队目前正在跟踪研究溶酶体在阿尔茨海默病中的作用。
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