確定了人類神經(jīng)疾病的新治療目標
坦普爾大學劉易斯·卡茲醫(yī)學院的科學家說,他們首次證明了一種稱為VPS35的分子清除了大腦中潛在有害的tau蛋白,否則該tau蛋白會積累并導致神經(jīng)退行性疾病,包括阿爾茨海默氏病。該小組的研究(“ VPS35調(diào)節(jié)tau病中的tau磷酸化和神經(jīng)病理學 ”)出現(xiàn)在分子精神病學中。
“ VPS35的主要功能是將功能異常的蛋白質(zhì)分類并將其轉運至降解位點,”高級研究員DomenicoPraticò博士,斯科特·理查茲北星基金會阿爾茨海默氏病研究主席,藥理學和微生物學教授以及所長劉易斯·卡茲醫(yī)學院(LKSOM)的圣殿阿爾茨海默氏癥中心的位置。
神經(jīng)元中缺陷蛋白的積累是阿爾茨海默氏病,帕金森氏病和其他幾種神經(jīng)退行性疾病的共同特征。?;撬崾谴竽X中積聚的主要蛋白質(zhì)之一,可導致這些疾病的損害,從而造成一種稱為?;撬岵〉募膊?。
其他研究人員先前的研究表明,VPS35的功能在阿爾茨海默氏病中發(fā)生了改變,而VPS35的活性在阿爾茨海默氏病患者的大腦中降低了。VPS35活性和tau積累之間的關系很大程度上尚未探索。
“我們特別詢問了VPS35系統(tǒng)對于清除有缺陷的tau蛋白是否重要,”Praticò說。為了回答這個問題,他的研究人員檢查了進行性超核性麻痹(PSP)或Picks病患者的腦組織。與Pz和Picks病中tau的積累僅次于β-淀粉樣蛋白的阿爾茨海默氏病不同,tau是唯一在大腦中形成沉淀的蛋白質(zhì)。
分析顯示,PSP和匹克氏病患者的大腦中VPS35的水平比對照組的低50%。當研究人員在體外故意改變單個受tauopathy影響的神經(jīng)元中VPS35的水平時,他們發(fā)現(xiàn)它們可以直接控制tau的積累,這是VPS35首次涉及tauopathy。組織蛋白酶D(一種專門從事蛋白質(zhì)降解的酶)的活性介導了對tau的VPS35依賴性作用。
液泡蛋白分選35(VPS35)是逆轉錄酶識別核心復合物的主要成分,它調(diào)控細胞內(nèi)蛋白的分選和運輸。通過改變APP /Aβ代謝而導致VPS35缺乏與晚期阿爾茨海默氏病有關。在這里,我們報道VPS35在PSP和Picks病這兩種截然不同的原發(fā)性疾病中顯著降低。體外研究表明,VPS35的過表達導致神經(jīng)元細胞中病理性tau的減少,而VPS35的基因沉默導致其積累,”研究人員寫道。
從機制上講,活性組織蛋白酶D的可用性介導了VPS35對病理性tau積累的影響。此外,在有關tauopathy的相關轉基因小鼠模型中,VPS35的下調(diào)會導致運動和學習障礙的加劇,病理性tau的積累和突觸完整性的喪失。兩者合計,我們的數(shù)據(jù)表明VPS35是tau代謝和神經(jīng)病理學的新關鍵參與者,也是人類Tauopathies的新治療靶標。”
“當tau停留在細胞中時,對于突觸來說非常糟糕,突觸是神經(jīng)元相遇并交換信號的地方,”Praticò解釋說。“在我們研究的動物中,當VPS35活性降低時,突觸連接性降低40–50%,這會導致認知和運動能力下降,包括在人類tauopathy患者中出現(xiàn)的記憶力和學習能力下降。”
組織蛋白酶D參與的發(fā)現(xiàn)進一步闡明了VPS35與tau之間的關系。Praticò說:“沒有VPS35,組織蛋白酶D不會降解tau,而使tau積聚在大腦中。”
Praticò的小組下一步計劃研究在神經(jīng)退行性疾病情況下使用藥物使VPS35恢復正常工作的可能性。“這種方法將是獨特的。而不是像其他小分子已經(jīng)開發(fā)的那樣針對酶,我們將針對一種實際的機制,這應該更可行。”他說。
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