研究人員找到了一種新的ALS病理介質
一項位于日本的研究合作已經發(fā)現(xiàn)了肌萎縮側索硬化癥(ALS)的新病理介質,這可能對理解引起神經退行性疾病的分子分解具有進一步意義,該疾病影響全世界近50萬人。
由東北大學大學院醫(yī)學研究科神經病學系教授兼主席Masashi Aoki領導,該團隊與Hideyouki Okano(慶應義塾大學醫(yī)學院生理學系教授)合作,專注于運動神經元中的異常行為。
運動神經元在大腦底部和脊柱中生長。這些細胞的形狀像一只手掌,伸出的手指,等待來自另一個細胞的信號。他們接收信號并將其沿著長臂(稱為軸突)脈動,以“觸摸” 肌肉纖維。信號告訴肌肉彎曲或放松,但是,對于患有ALS的患者,軸突異常分裂和分支。沒有連接到它的目標,軸突可以萎縮。信息丟失,控制肌肉的能力也隨之消失。
據Aoki稱,盡管自1993年以來已有超過25種基因被確定為在遺傳性ALS中發(fā)揮作用,但研究人員仍然不知道該信息是如何被破壞的。
斑馬魚MN軸突的異常形態(tài)。圖片來源:東北大學青木正志
“然而,在ALS的所有致病基因中,一種被稱為FUS的基因被確認位于軸突末端,”Aoki說,指的是運動神經元的“手腕”,在收集信號的細胞部分之間以及將信息發(fā)送給肌肉的部分。
Aoki和該團隊從一名43歲患有ALS的患者身上獲得干細胞,并使用這些細胞對運動神經元軸突的遺傳圖譜進行測序。
他們發(fā)現(xiàn)FUS的變異版本引入了Aoki所謂的有毒功能增益。它鼓勵了大量另一個名為Fos-B的基因,它導致軸突分支。將軸突與草地路徑進行比較。如果有一個明確的起點和終點,路徑將變得陳舊和清晰。如果有一個起點和許多終點,則不會出現(xiàn)單一路徑作為正確路徑。然而,對于運動神經元,信號無法前進,并且路徑最終將完全消失。
為了進一步測試Fos-B對運動神經元的影響,Aoki和團隊開發(fā)了一種斑馬魚的Fos-B模型,其大腦發(fā)育與人類的發(fā)育有著驚人的相似之處。異常高表達的Fos-B基因誘導運動神經元軸突的過度分支。
“這一結果表明ALS相關突變導致軸突折射和變性的有希望的目標 - 這是該疾病中最早發(fā)生的事件之一,”Aoki說,并指出他們的結果是在發(fā)育運動神經元。“我們需要更多信息來闡明成熟運動神經元之間的關系。”
研究人員將繼續(xù)研究他們的研究結果,深入研究Fos-B對發(fā)育中的運動神經元的影響。
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