在研究大腦發育的分子生物學時,一個由Ludwig Stockholm所長Thomas Perlmann領導的團隊發現,發育機制的損壞是如何改變帕金森疾病中最受影響的神經細胞的。他們也解釋了,多大的損壞可以在這些神經內源的,管家的過程中,引起致死性的功能障礙。他們的研究結果發表在了最近一期的Nature Neuroscience雜志上。這項工作用了近4年的時間來完成,包括了一項精致地靶向操控老鼠基因,來建立一個獨特的疾病模型。
"我們的模型,從很多重要的方面,模擬了帕金森在人類的表現,解釋了在這種破壞性的疾病中,神經衰退的關鍵機制。" Perlmann說。
帕金森(PD)是一種不可治愈的神經性疾病,患者的典型癥狀是開始于單純的震顫,之后進展到逐漸對運動功能控制的喪失和認知功能障礙,最后,發展到癡呆和死亡。這些癥狀是由逐漸耗盡的多巴胺(DA)神經元引起的,這些神經元對神經遞質多巴胺反應,主要集中在中腦。它們主要控制自主運動和調節情緒。
但是,在帕金森病中,引起這些神經元的全軍覆沒的原因,現在仍然是個謎。患者的多巴胺神經元常常含有奇怪的蛋白團塊,名為Lewy小體。但是,目前并不清楚,是否是這些團塊引起了神經元的死亡,或者是這些神經元自身試圖處理一個嚴重的功能障礙,通過分解和重新利用錯誤折疊的和有功能故障的蛋白質。
Perlmann和他的同事們研究了Lmx1a 和Lmx1b,一對緊密相關的轉錄因子--控制基因表達的蛋白質--涉及到多巴胺神經元的發育。這兩個對發育至關重要的轉錄因子甚至在神經元成熟后仍然存在。為了研究清楚它們在成熟神經元中的作用,研究人員們精心設計了一種老鼠模型,可以僅在多巴胺神經元敲除Lmx1a/b基因,而且在他們選定的時間。
"當我們觀察Lmx1a/b基因缺失的多巴胺神經元時,在成年老鼠中的很多神經元顯現出了與帕金森不同時期的,相同的異常。" Perlmann說。"從這些神經元伸展出到其它神經元的神經纖維都退化了,就像是神經末梢,這些是在神經死亡前很早就會發生的現象。"進一步,這些基因敲除老鼠在行為學測試中,還表現出了很差的記憶力和行動控制力,兩者都是帕金森的癥狀。
研究人員們發現,帕金森患者的中腦多巴胺神經元與非帕金森者相比,表達低水平的Lmx1b蛋白水平。所以研究人員們深入研究Lmx1a 和 b是如何影響神經元的。他們發現,尤其是Lmx1b,控制了許多基因的表達,這些基因對溶酶體自噬過程十分重要。通過溶酶體自噬,細胞可以分解非正常折疊的蛋白分子,使這些分子不會對細胞有毒性作用。而這個過程,在帕金森是被損壞了的。
對年輕的老鼠給予一種促進自噬的化合物,可以逆轉由Lmx1b缺失引起的神經衰退。總而言之,這項研究提示,Lmx1b的表達缺失很可能與帕金森的發病相關,它通過損害自噬從而引起了多巴胺神經元的功能下降,這逐漸削弱和殺死了多巴胺神經元。
Perlmann和他的同事們現在正利用這種獨特的老鼠模型,來研究Lmx1b對自噬調節作用的詳細情況。他們也在進一步研究在帕金森阻止Lmx1b缺失的方法,看這些方法是否對治療這種疾病由好處。自噬過程也與癌癥相關。
發表于16日《自然》的研究表明,移植到小鼠體內的人腦類器官能夠重現大腦發育的某些重要特征,包括形成功能性神經網絡,從而支持腦活動。這一成果得益于一種培育腦容量縮小小鼠的方法,使得人腦類器官能夠與小鼠大......
一項8月21日發表于《自然?醫學》的研究表明,抑郁癥患者大腦生成新神經元的能力弱于無抑郁癥的人群。該研究繪制出迄今最完整的人類成年海馬體細胞圖譜,海馬體是參與學習、記憶與情緒調控的腦區。抑郁癥患者大腦......
細胞自噬是一類進化高度保守的溶酶體降解通路,可清除肌肉細胞內積累的蛋白質聚集體和受損細胞器,維持肌肉穩態與完整,其過度激活或不足均會誘發肌肉病變。在肌萎縮側索硬化癥、脊髓性肌萎縮癥等神經源性疾病中,“......
近日,廣東省科學院動物研究所研究員饒軍華團隊聯合廣州瑞臻再生醫學科技有限公司研究員張凌團隊、中山大學中山眼科中心研究員劉勝團隊等,利用靈長類動物模型證實基因校正提升多巴胺能神經元細胞治療帕金森病的療效......
一項研究顯示,攜帶與帕金森病風險增加相關的GBA1基因變異的人群,體內約1/4的腸道微生物組成會發生變化,這可能意味著他們更容易患上帕金森病。該研究表明,某些與帕金森病相關的生物學變化可能在臨床癥狀出......
科學研究發現,攜帶與帕金森病風險增加相關的GBA1基因變異的人群,體內約四分之一的腸道微生物物種組成會發生變化,這可能表明這些個體更容易患上該疾病。該研究結果表明,某些與帕金森病相關的生物學變化可能在......
隨著人口老化,帕金森癥等較常見于長者的疾病日益增加,這種無法根治的神經退行性疾病會損害患者運動能力,目前主要靠藥物或外科治療減緩癥狀。近日,記者從香港理工大學(簡稱“港理工”)獲悉,該校科研團隊成功開......
研究人員在小鼠身上發現了一組能在跑步后提升耐力的神經元。他們推測人體內也存在類似神經元,未來可通過藥物或其他療法靶向作用,增強運動帶來的效果。相關論文近日發表于《神經元》。幾十年來,人們已經知道,大腦......
腦細胞如何決定何時“吞入”外界物質,一直是神經科學的重要問題。美國賓夕法尼亞州立大學研究團隊最新發現,神經元表面下方一種名為膜相關周期性骨架(MPS)的晶格狀結構,可能充當內吞作用的關鍵“守門人”,通......
近日,暨南大學研究員閆森、副教授張軍團隊聯合同濟大學副教授高山峨團隊,通過非侵入性電刺激(NES)聯合人脂肪來源間充質干細胞誘導的多巴胺能神經元(NES-DN)改善了帕金森病猴模型的行為缺陷和病理特征......