研究人员在阿尔茨海默病和额颞叶痴呆(FTD)患者的大脑中发现了名为"核凋亡"(karyoptosis)的新型细胞死亡机制的标志物。
在肌萎缩侧索硬化症(ALS)、阿尔茨海默病和额颞叶痴呆等多种神经退行性疾病中,有毒水平的蛋白质会在神经元内部积累,随后导致神经元死亡。虽然已知有其他形式的细胞死亡,如凋亡(apoptosis),但它们并不能解释神经退行性疾病中的所有神经元损失。伦敦国王学院与英国痴呆症研究所合作开展的新研究,部分由阿尔茨海默病研究英国公司资助,揭示了核凋亡可能是连接有毒蛋白质积累与神经元死亡的关键环节。
核凋亡是由有毒蛋白质积累引发的一系列化学反应,最终导致细胞死亡。当细胞通过核凋亡死亡时,细胞核(包含遗传信息的细胞部分)会先萎缩,然后解体。
这项发表在《自然·通讯》上的研究使用计算算法,从28名患有额颞叶痴呆或晚期阿尔茨海默病患者的脑部3000个细胞中识别出关键类型的细胞死亡。阿尔茨海默病患者额叶皮层的细胞中有35%显示出核凋亡迹象,而健康老年人对照组中仅为15%。
"这项研究是伦敦国王学院10年探索的成果,从我们最初在一种相对罕见的疾病中发现核凋亡,到发现它是影响数百万人的痴呆症的共同特征。"
该研究确定了控制核凋亡的关键机制,该机制可由神经元中蛋白质聚集在一起触发,这是神经退行性疾病的常见特征。在此通路中,有毒水平的蛋白质积累导致细胞核外部变得不稳定,进而导致其萎缩和解体。通过靶向该通路中作为"开关"作用的蛋白质(称为激酶),研究人员能够在培养皿中的大鼠神经元中降低核凋亡标志物的水平。具体而言,他们表明,一种名为p38 MAP激酶的特定激酶与另一种蛋白质LaminB1之间的相互作用是阻止或减缓核解体的关键靶点。
这一通路有望为减缓或防止痴呆症中核凋亡导致的细胞死亡提供新的治疗靶点。未来的工作将集中在选择性靶向这种蛋白质-激酶相互作用,以产生适用于人类的可行治疗靶点。
"通过特异性靶向p38 MAP激酶与LaminB1之间的相互作用,我们可能减缓细胞死亡的过程,为针对特定神经退行性疾病的更精确疗法争取时间。"——伦敦国王学院精神病学、心理学和神经科学研究所功能基因组学讲师Manolis Fanto博士
"大脑中细胞的死亡和丧失导致了痴呆症患者经历的许多症状。我们的研究揭示了一系列能够协调脑细胞死亡的新化学事件。我们已经开始描绘核凋亡如何运作的路线图,我期待看到这可能在痴呆症研究界及更广泛领域推动的未来突破。"——伦敦国王学院英国痴呆症研究所高级研究员、论文第一作者Rebecca Casterton博士
"几十年来,我们一直知道有毒蛋白质会在阿尔茨海默病和额颞叶痴呆中积累,但它们如何导致脑细胞损失的确切机制一直不清楚。核凋亡的识别是寻找能够阻止或减缓细胞损失的治疗靶点的关键步骤。它可以帮助扩大针对疾病根本原因的疗法的时间窗口,使我们更接近于治愈痴呆症。这就是为什么阿尔茨海默病研究英国公司资助和支持这项研究。"——阿尔茨海默病研究英国公司高级研究经理Sara Rodrigues博士
这项工作主要由阿尔茨海默病研究英国公司和生物技术和生物科学研究委员会国际合作项目资助。此外,还获得了英国医学研究理事会和英国痴呆症研究所的学生奖学金资助。
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