帕金森病:改良蛋白质就像一种药物
时间:2018-09-05 05:41:34 (次浏览 )
发表在“ 分子神经生物学 ”杂志上的一项新研究提供了一种有前途的新策略,用于恢复大脑中多巴胺的功能水平:改变天然存在的蛋白质,使其进入脑细胞并用作药物。
帕金森病是一种逐渐衰弱的神经系统疾病,在美国影响约100万人,是由多巴胺产生神经元的丧失引起的。
目前,研究人员正在寻求替代或恢复其功能或提高多巴胺水平的策略,多巴胺是一种对控制运动至关重要的神经递质。
例如,最近,研究人员利用光来控制阻断大脑中某些受体的药物。阻断这些受体会增加多巴胺。
其他研究使用维生素B-3来阻止多巴胺产生神经元的死亡或建议仅在短时间内增加多巴胺,而不是不断地增加,可以帮助控制运动。
现在,一项新研究采用了另一种方法。基于以前的研究,将一种名为Nurr1的蛋白质作为帕金森症的有希望的药物靶标,国际科学家团队以一种允许其进入脑细胞的方式改变蛋白质。
在这种形式中,天然存在的蛋白质可以帮助多巴胺能神经元存活,他们的论文中的科学家解释说,其第一作者是Dennis Paliga,来自德国波鸿鲁尔大学的分子神经生物化学工作组。
修饰Nurr1蛋白
Paliga和团队解释说,Nurr1是一种转录因子,在大脑区域称为黑质的多巴胺产生神经元的发育和维持中起着至关重要的作用。
作者参考的先前研究发现帕金森病患者Nurr1蛋白缺乏,导致认为补充Nurr1水平可能是一种很好的治疗策略。
转录因子通过与细胞核中的DNA结合并“决定”解码哪些基因以便它们形成蛋白质来帮助细胞发育。
然而,在其天然形式中,Nurr1不能从外部进入细胞。因此,Paliga和团队寻找方法给它一个“信号提升”,促使它这样做。
将由炭疽芽孢杆菌产生的蛋白质片段附着到Nurr1被证明是研究人员正在寻找的“增强剂”。
“我们使用的细菌蛋白片段不会引发疾病,”相应的作者Rolf Heumann说。“我只是包含将物品运送到牢房的命令,”他补充道。
当修饰的蛋白质进入细胞时,它会从细菌蛋白质片段中分离出来,自由地靶向启动多巴胺产生的基因。
如何改变Nurr1阻止神经变性
更具体地说,Paliga及其同事进行的进一步实验室检测显示,给予修饰形式的Nurr1可提高多巴胺合成关键酶的水平,这一过程常常在帕金森氏症中被破坏。
该酶被称为酪氨酸羟化酶。细胞培养显示Nurr1处理的细胞比未处理的细胞产生更多的这种酶。然而,用蛋白质处理细胞也减少了另一种称为Nur77的蛋白质的产生,后者调节细胞死亡。
最后,研究人员测试了Nurr1对产生多巴胺的神经元的影响,这些神经元已被神经毒素处理以模拟帕金森病的影响。修饰的Nurr1阻止了神经元的退化。
“这些发现,”研究作者解释说,“可能与帕金森病中基于蛋白质的治疗背景下Nurr1转录因子的核递送有关。”
研究报告的共同作者,分子神经生物化学工作组的附属机构Sebastian Neumann也评论了这些发现。
“我们希望我们能够为新的帕金森疗法铺平道路[...]尽管如此,我们的Nurr1融合蛋白只能开启一种新方法。”
塞巴斯蒂安诺伊曼
“为了澄清修饰的蛋白质是否特异性地到达大脑中的正确细胞以及如何应用它,仍然需要采取许多措施,”Neumann总结道。
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