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PNAS:可溶α-突触核蛋白也可能引发帕金森症

  1. 帕金森症
  2. 神经退行性疾病

来源:生物谷 2016-03-17 17:00

最近来自英国剑桥大学的科研人员在PNAS上发表了一项关于帕金森症发生原因相关的研究。 帕金森症是一种慢性、渐进性的运动障碍,该病一直被认为是由大脑中负责运动控制的大脑区域中神经细胞或神经元的死亡而发生。但究竟是什么原因导致神经元的死亡,目前仍不清楚。科研人员推测,α-突触核蛋白异常聚集是导致神经细胞死亡的原因之一,也被认为帕金森症的一个生物标志。

 

2016年3月17日 讯 /生物谷BIOON/ - - 最近来自英国剑桥大学的科研人员在PNAS上发表了一项关于帕金森症发生原因相关的研究。

帕金森症是一种慢性、渐进性的运动障碍,该病一直被认为是由大脑中负责运动控制的大脑区域中神经细胞或神经元的死亡而发生。但究竟是什么原因导致神经元的死亡,目前仍不清楚。科研人员推测,α-突触核蛋白异常聚集是导致神经细胞死亡的原因之一,也被认为帕金森症的一个生物标志。

科研人员解释,由于α-突触核蛋白错误折叠成一种非正常形状,叫路易小体。这些小体会结合其它正常蛋白,最后促进形成丝状的α-突触核蛋白纤维形成。

根据这篇PNAS文章的作者说,α-突触核蛋白纤维的形成是否会对神经细胞产生毒性这一问题,目前仍未得到解决。

过量的可溶性α-突触核蛋白导致了神经细胞死亡

首先,科研人员在大鼠模型中使用超高分辨率神经元细胞成像技术,在不伤害神经组织的前提下,观察不同形式的α-突触核蛋白对神经元细胞的作用。

他们发现,当α-突触核蛋白原纤维进入神经元,它们会和胞内存在的α-突触核蛋白结合,但并不产生细胞毒性。

但是,研究人员发现,当加入了可溶性的α-突触核蛋白进入神经元细胞后,并不和胞内的α-突触核蛋白结合,它们会引起神经细胞的死亡。

他们的实验结果证明,在某种程度上,当添加了可溶性的α-突触核蛋白造成了细胞毒性。所以在帕金森症的神经元中在可见α-突触核蛋白聚集纤维形成之前,α-突触核蛋白对其损伤就已经出现了。(生物谷Bioon.com)

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doi: 10.1073/pnas.1516546113

Nanoscopic insights into seeding mechanisms and toxicity of α-synuclein species in neurons

Pinotsi, Dorothea; Michel, Claire H.; Buell, Alexander K.; Laine, Romain F.; Mahou, Pierre; Dobson, Christopher M.; Kaminski, Clemens F.; Kaminski Schierle, Gabriele S.

New strategies for visualizing self-assembly at the nanoscale level are prone to grant deep insights into the function and dysfunction of molecular machineries in cells and living organisms. Of particular interest is the self-assembly of misfolded proteins into amyloid fibrils, which is related to a range of neurodegenerative disorders, such as Alzheimer’s and Parkinson’s diseases. Here, we probe the links between the mechanism of α-synuclein aggregation and its associated neuronal toxicity by using optical nanoscopy directly in a neuronal cell culture model of Parkinson’s disease. The nanoscale level of detail revealed by super-resolution microscopy enables us to show that amyloid fibrils of the protein are taken up by neuronal cells and act as seeds for elongation reactions which both consume endogenous α-synuclein and suppress its de novo aggregation. When α-synuclein is internalized in its monomeric form, however, it nucleates and triggers the aggregation of endogenous α-synuclein, leading to apoptosis, although there are no detectable cross-reactions between externally added and endogenous protein species. Monomer-induced apoptosis can be reduced by pre-treatment with seed fibrils, suggesting that partial consumption of the externally added or excess soluble α-synuclein can be significantly neuroprotective.

 

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