肌萎縮側索硬化ALS也稱為漸凍癥,是一種致命的神經退行性肌病。日前,英屬哥倫比亞大學和溫哥華海岸衛生研究所的科學家們揭示了這種疾病在細胞之間的傳播機制,并且向人們展示ALS的傳播可以被阻斷。
ALS會對大腦和脊髓中的神經細胞產生影響。在這種疾病中,運動神經元出現進程性的退化和死亡,結果導致大腦無法啟動和控制肌肉運動,ALS患者在疾病晚期會完全癱瘓。現在,世界上每年新增約140,000例ALS。
“這項研究提供的重要線索,可以幫助人們理解ALS在神經系統中的傳播,”領導這項研究的Dr. Neil Cashman說。“在這一機制的基礎上,我們可以采用最佳方式來阻斷ALS的進程性神經損傷。”
ALS主要是散發性的,不過也有5-10%的病例與遺傳性的基因突變有關,這其中就包括Cu/Zn超氧化物歧化酶(SOD1)的突變。此前,Cashman實驗室曾發現,疾病相關的突變SOD1能誘導野生型SOD1出現形態改變,在細胞內發生分子水平的錯誤折疊。隨后,這些受到影響的野生型蛋白會發生累積。
這種方式與朊蛋白病中的過程類似,朊蛋白病發生在人類和動物大腦中,是一種罕見的致命退行性疾病。朊蛋白病與阿爾茨海默癥、帕金森癥一樣,屬于一類被稱為蛋白病(proteinopathies)的大腦疾病。最常見的人類朊蛋白病是克-雅氏病CJD(Creutzfeldt-Jakob disease)。動物朊蛋白病包括牛海綿狀腦病BSE(瘋牛病)、羊癢病(Scrapie)、和鹿慢性消耗病CWD。
研究人員基于之前的發現進行了深入研究。他們發現,發生錯誤折疊的野生型SOD1可以在神經系統不同區域之間傳輸,而這可能就是ALS進程性傳播的分子基礎。這項研究于二月十八日發表在美國科學院院刊PNAS雜志上。
研究顯示,錯誤折疊的SOD1主要通過兩種途徑在細胞間傳播:一是通過巨胞飲(macropinocytosis)攝取臨死細胞釋放的蛋白聚集體,二是通過活細胞分泌的胞外體。
研究人員還發現,RNA干擾可以阻斷錯誤折疊蛋白的傳播,特定的抗體也能起到同樣的作用。這些抗體能夠特異性結合SOD1發生錯誤折疊時暴露的區域,并由此發揮作用。研究人員指出,如果非突變SOD1的錯誤折疊確實是ALS的病因,那么這些抗體就應該能夠中止ALS的發展進程。
文章總結道,野生型SOD1蛋白發生錯誤折疊并且在細胞間傳輸,很可能是ALS發病的分子機制。這一發現為人們提供了治療ALS的新生物學靶標,給ALS患者帶來了新的希望。
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