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有关肌萎缩性侧索硬化的家族形式起源的新线索

由里约热内卢联邦大学教授巴西研究人员Elis Eleutherio领导的团队与德国哥廷根大学的Tiago Outeiro合作,在了解某些与外侧肌萎缩性硬化有关的蛋白质的构象和积累方面取得了重要进展( ALS)。

Elis Eleutherio教授解释说:“我们认为蛋白质积累是ALS的重要标志,我们仍然不理解为什么蛋白质在疾病期间会发生异常行为和聚集。”

肌萎缩性侧索硬化症(ALS)是一种进行性和破坏性神经退行性疾病,在10,000的1至3个人中受到影响,并且在55-75岁之间的人群中更为普遍。该疾病主要影响被称为“运动神经元”的神经元群体。患者患有不可逆的运动性麻痹,并且随着疾病的进展而无法说话,吞咽或呼吸。

大多数ALS病例是散发性的,没有明确的遗传起源,只有少数是家族性的,具有已知的相关遗传改变。某些家族形式的ALS(fALS)与称为超氧化物歧化酶1(Sod1)的蛋白质的基因编码中的遗传改变有关,这会引起蛋白质折叠和功能的改变。

这项研究发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,使科学家们能够了解正常蛋白与突变蛋白之间的相互作用,这种相互作用会导致细胞中蛋白质积累的改变,但也会损害Sod1蛋白的功能,因此促进疾病的发展。对于该小组来说,这一发现为ALS的治疗开辟了新的前景。

Sod1是一种蛋白质,在保护我们的细胞免受氧化损伤方面起着重要作用。在某些ALS病例中,改变后的Sod1蛋白积聚在神经元细胞内部,研究人员认为这会对神经元造成损害,从而导致其死亡。重要的是,在散发性ALS病例中存在的正常Sod1蛋白也可能错误折叠和积聚,这表明这是ALS中的核心问题。

在这项研究中,研究人员使用了简单的实验模型,例如用于制作啤酒,葡萄酒和面包以及人体细胞的烘焙酵母,以便更好地了解疾病中蛋白质聚集的情况。他们还采用了一种模仿fALS遗传背景的策略,其中大多数患者携带一份正常Sod1蛋白,而一份携带遗传改变。“在患者中,我们认为Sod1突变拷贝的存在会改变正常拷贝的行为,”该研究的第一作者Aline Brasil博士解释说。

“通过利用新颖的基因操作工具和强大的分子成像方法,可以直接可视化细胞中的蛋白质复合物(一种称为BiFC的技术),我们能够检测到正常和异常形成的'杂合体'。 (突变)Sod1蛋白”,参与这项研究的德国团队负责人Tiago Outeiro教授说。

该研究为治疗干预开辟了新的视角,作者希望在不久的将来继续探索,例如特异性去除突变型Sod1蛋白。

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