全球有数千万人受到神经退行性疾病的影响。发表在《细胞死亡发现》上的一项题为"铁和谷胱甘肽稳态持续失调诱导时铁死亡:神经元细胞中一种持续的铁死亡适应"的新研究指出,铁积累是预测、预防和治疗神经退行性疾病的关键靶点。
"对于阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病而言,韧性已成为讨论的热点话题,我们试图使大脑在导致神经退行性变的压力源面前更具韧性,"该研究的共同通讯作者、索尔克研究所研究教授帕姆·马厄(Pam Maher)博士表示,"我们的研究表明,当铁达到一定水平时,细胞会失去韧性,使神经元更容易受到损害甚至杀死它们的压力源影响。"
铁存在于深绿色叶菜、淀粉类谷物、瘦肉、海鲜和其他常见食物中,它有助于红细胞发育、携带氧气、制造激素,并在免疫系统和能量产生中发挥关键作用。
"它是人体中最重要的矿物质之一,"该研究的共同通讯作者、马厄实验室的博士后研究员纳瓦布·约翰·达尔(Nawab John Dar)博士表示,"所以问题不在于铁本身,而是随着时间的推移铁的积累才是问题所在。"
作者认为,铁的积聚是由铁输出机制失效引起的。研究使用人类神经细胞系,建立了神经元细胞中铁积累的渐进模型。他们比较了急性(6-8小时)和慢性(9天)铁暴露的影响,并发现了"时铁死亡"途径。
传统上,铁死亡被认为是一种与脂质过氧化相关的铁依赖性细胞死亡途径。"这就像烹饪油或坚果变质的细胞等效物。这些油或坚果中的脂肪已经发生了过氧化,"马厄解释道。
"时铁死亡"为铁死亡增加了时间维度。该途径不一定以细胞死亡告终,相反,铁死亡可以作为一种细胞应激途径。
"我们认为铁处理和抗氧化防御蛋白的协调改变使长期暴露的神经元容易受到神经退行性病理的影响,"达尔表示,"进入这种时铁死亡状态可能会使神经元面临与年龄相关的功能障碍。"
"决定这些细胞命运的不是铁的量,"达尔继续说道,"而是它们处于压力下的时间长度。"
研究人员希望能够在铁积累开始对神经元造成压力时就检测到,从而开发出解决铁失衡问题的新干预措施,以保持神经元的韧性。
"这不是我们在本文中研究的内容,但我们的实验室已经开发出几种抑制这一途径的化合物,"马厄表示,"这可能是一条很有前景的治疗途径,可以增强神经元韧性,延缓我们随着年龄增长而发生的神经退行性变。"
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