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干细胞研究指向阿尔茨海默病的新方法

一项新的研究结果显示,改善脑细胞中细胞蛋白质的运输为新的治疗方法提供了可能性,甚至可以预防阿尔茨海默病。

研究人员发现,增强细胞内蛋白质穿梭的化合物减少了两种与脑细胞死亡有关的蛋白质的前体。脑细胞的损伤和破坏是常见痴呆症的基础。

阿尔茨海默氏症影响了超过500万美国人。它会导致失去记忆,思考,找路和推理技巧,以及其他令人虚弱的问题。随着时间的推移,这种疾病往往会恶化。老龄化是一个主要的风险因素。

阿尔茨海默病患者的脑组织显示出两种蛋白质的结块。一种淀粉样蛋白β在脑细胞外积聚;另一种称为Tau蛋白的细胞聚集在细胞内。这两种有毒蛋白质都被认为会引起阿尔茨海默氏症中的脑细胞死亡。

最近的研究表明,这些蛋白质由于系统中的缺陷而累积,该系统在细胞内传递蛋白质。蛋白质以膜结合包装运输,称为内体。在细胞周围穿梭的系统是内体网络。为了正确处理,消除或回收蛋白质,该系统必须正常运行。

在本周报道的新研究中,由威斯康星大学医学领导的研究团队使用了由干细胞产生的人脑细胞。结果显示,增强内体网络功能的化合物显着减少淀粉样蛋白β和Tau蛋白前体的产生。该研究将于3月1日在线发表在干细胞报告杂志上。

主要作者是西雅图威斯康星大学医学院病理学助理教授Jessica Young。她是威斯康星大学干细胞与再生医学研究所的成员。

她指出,研究结果表明,通过发现药物或其他治疗方法(如基因治疗),在内体网络中靶向缺陷可能种有效的抗阿尔茨海默病的策略。

在这项研究中,Young和她的同事从患有阿尔茨海默病的患者和没有痴呆症迹象的患者身上获得了皮肤细胞。因为所有人的细胞共享相同的基因组,阿尔茨海默氏症患者的皮肤细胞将包含影响患者脑细胞的相同基因突变。

然后研究人员通过重新编程将皮肤细胞重新编程为干细胞来“重置”皮肤细胞。这种称为诱导多能干细胞的细胞能够发育成任何细胞类型。

因此,Young和她的同事能够创建与他们收集皮肤样本的患者具有相同基因组成的神经元。

来自阿尔茨海默病患者的实验室培养细胞将具有产生过量β淀粉样蛋白β和Tau蛋白前体的趋势,该蛋白前体在患有​​该疾病的人的脑细胞中可见。这使得研究人员可以测量这些干细胞衍生神经元中淀粉样蛋白β和Tau蛋白的产生。

研究人员希望了解在实验室环境中增强内体网络的功能是否会影响这些人体细胞中的β淀粉样蛋白和Tau蛋白。

科学家测试了一种化合物,这种化合物已经在动物研究中得到证实,可以稳定和增强一种称为逆转蛋白的蛋白质组装体的功能。

该翻译者是指导内体“包裹”如何在内体网络中穿梭以传递到正确目的地的关键参与者。“网络可以被认为是一种联合包裹服务,其中反转蛋白用作包装标签,”Young说。

研究人员发现,这种名为R33的化合物确实增强了反射体的功能。这导致淀粉样蛋白β和易于聚集的磷酸化-Tau形式的tau蛋白的产生显着减少。

研究人员还使用这些细胞来检验淀粉样蛋白β的产生驱动磷酸化-Tau产生的假设。

两种蛋白质的积累似乎紧密相关。科学家利用基因编辑工具CRISPR来制造未成为β淀粉样蛋白必需前体的细胞。然而,R33化合物在降低磷-Tau方面仍然有效。该结果表明该途径可在没有β淀粉样蛋白的帮助下起作用。

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