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研究發現新型化合物可保護神經細胞

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近日,來自西奈山醫療中心(MountSinaiMedicalCenter)的研究人員通過對多發性硬化症的小鼠模型進行研究發現,一種新型的藥用化合物可有效阻斷小鼠的炎症及神經細胞損傷,相關研究刊登於國際著名雜誌NatureNeuroscience上。

研究發現新型化合物可保護神經細胞

多發性硬化症是一種大腦和脊髓的嚴重疾病,其發病原因未知,患者機體的免疫系統首先會對髓磷脂進行炎性攻擊,髓磷脂是一種圍繞在神經纖維周圍的神經保護性外衣,一旦髓磷脂被移除神經細胞就會對損傷高度易感,這往往會引發多發性硬化症患者病情日趨嚴重。JefferyHaines教授說道,這項研究中所鑑別出的化合物,當進行口服時可以有效降低炎症表現並且保護小鼠模型免於神經細胞的損傷;而當前市場上用於治療多發性硬化症的藥物正在進行試驗,研究者希望尋求有效的藥物可以降低對神經細胞的免疫攻擊,本文研究爲開發新型多發性硬化症的口服療法提供了一些線索。

此前研究中,研究者發現細胞中細胞核和細胞質間的交通運輸蛋白分子在神經變性疾病中會被改變,而名爲XPO1的使蛋白在細胞核和細胞質間穿梭的分子也參與了多發性硬化症及一系列其它疾病的發病過程中;文章中研究者檢測了是否用來阻斷XPO1功能的藥用化合物可以阻斷小鼠模型的疾病進展,結果發現,兩種名爲KPT-276及KPT-350的兩種化學制劑可以通過穿梭於神經細胞核及核外環境來抑制XPO1的功能。

研究者Patrizia Casaccia表示,這項研究闡明瞭多發性硬化症動物模型疾病發展背後隱藏的分子機制,這就爲研究們後期研究提供了一種新型的臨牀試驗,來幫助確定這些化學制劑治療脫髓鞘障礙個體的安全性及有效性;本文研究爲後期揭示多發性硬化症的發病機理及新型靶向療法的開發提供了新的研究線索和思路。

神經細胞的保護因子

來自英國布裏斯托爾大學的神經學家們在研究中發現了一個在心力衰竭或癲癇發作過程中激活保護神經細胞免受損傷的關鍵蛋白,並證實其調控了大腦神經細胞間的信息傳遞。這一研究發現在線發佈在4月22日的《自然神經科學》(NatureNeuroscience)雜誌上,有可能推動開發出中風和癲癇的治療新策略。

布裏斯托爾大學醫學院的JeremyHenley教授和JackMellor博士爲該研究小組的共同負責人。在這篇文章中,研究人員證實一種稱爲SUMO的蛋白對減少或增強大腦神經細胞保護機制的化學過程起重要調控作用。

這些關鍵的SUMO蛋白通過對大腦活動水平生成精細的反應而調控了紅藻氨酸受體(Kainatereceptor,KAR)傳輸的信號量。紅藻氨酸受體對神經細胞間的溝通起重要作用,受體激活可導致癲癇發作和神經細胞死亡。

在磷酸化作用、泛素化作用和SUMO修飾等獨立或相關過程中蛋白質結構的改變對蛋白質功能起重要的調控作用。在這篇文章中,研究人員證實紅藻氨酸受體磷酸化可促進自身的活性。但同時磷酸化作用也推動了紅藻氨酸受體的SUMO修飾降低它們的活性。因此在調控紅藻氨酸受體功能的磷酸化作用和SUMO修飾之間存在一種動態而微妙的相互作用。

磷酸化作用和SUMO修飾之間的良好平衡依賴於大腦的活動水平,當中風或癲癇過程中發生破壞性活動,就會促進SUMO修飾,因此抑制紅藻氨酸受體功能保護神經細胞。

Mellor博士說:“紅藻氨酸受體是有些神祕但顯然又非常重要的一組蛋白,已知與包括癲癇在內的大量疾病有關。然而,目前我們對於這一受體重要性的機制卻仍知之甚少。這些研究發現爲我們提供了SUMO和紅藻氨酸受體之間的聯繫,增進了我們對於神經細胞保護自身免於過度和不正常活動機制的理解。”

Henley教授補充說:“這項工作具有重要的意義,因爲它爲我們提供了新視角,更深入地瞭解了大腦細胞間信息傳遞是如何調控的。研究小組發現通過提高結合紅藻氨酸受體的SUMO的量,抑制細胞間的溝通,有可能成爲預防大腦神經細胞過度興奮治療癲癇的一條途徑。”

歐盟神經醫學重大發現:控制腦神經細胞保護的蛋白

歐盟第七研發框架計劃(FP7)資助支持的英國腦神經科學研究團隊,在中風和癲癇新型療法的研發活動中獲得非同尋常的重大發現:可以調節腦神經細胞之間信息傳輸的關鍵蛋白質。關鍵蛋白質在心臟衰竭或癲癇發作期間被激活,用以保護腦神經元,避免受到傷害。研究結果在最新一期的自然.神經科學雜誌上發表。

研究發現,小泛素樣修飾蛋白(SUMO)具有負責保護腦神經細胞的功能,實際上是小型蛋白質的一個家族;SUMO在細胞內以化學的方式或依附或脫離其它蛋白質,對自身功能進行調節。SUMO蛋白隨着大腦活動水平會產生微妙的反應,從而可以調節紅藻氨酸受體(KainateReceptors)傳輸的信息。而紅藻氨酸受體控制着神經細胞之間所有的信息傳輸,觸發和改變它們,可以導致癲癇發作和神經細胞死亡。

通過人爲變更蛋白質的功能,包括磷酸化(Phosphorylation)、泛素化(Ubiquitination)和SUMO化(Sumoylation),過程可以單獨也可以相互關聯。科學家發現,磷酸化和SUMO化之間具有完美的平衡,而SUMO化依賴於大腦的活動水平。

當人體處於中風或癲癇狀況時,SUMO化降低了紅藻氨酸受體的作用,以便保護神經細胞免受損失。紅藻氨酸受體儘管神祕但確實很重要,SUMO蛋白同紅藻氨酸受體之間的緊密聯繫,以及神經細胞在過度和異常情況下的自我保護機制,將進一步充實人類腦神經醫學的知識。

通過調節,增加SUMO依附紅藻氨酸受體的數量,可以降低神經細胞之間的信息傳輸,將防止大腦神經細胞的過度興奮(Over-Excitation),有可能成爲癲癇病患者有效治療的一條新路經。

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