缬氨酸缺乏会耗竭造血干细胞 遗传原因或导致白发

缬氨酸缺乏会耗竭造血干细胞 遗传原因或导致白发

日期:2017年12月02日,星期六,2时 / 作者:医生

  Science:鉴定出导致脑细胞死亡的罪魁祸首

  尽管存在不同的触发物,相同的一连串分子事件似乎导致中风、脑损伤和甚至阿尔茨海默病等神经退行性疾病中的脑细胞死亡。

  如今,在一项新的研究中,来自美国约翰霍普金斯大学的研究人员说,他们精确地发现一种位于这一连串事件末端的蛋白,即一种通过切割细胞的DNA给予致命性打击的蛋白。他们说,这一发现潜在地为开发预防、阻止或削弱这一过程的药物打开新的大门。

  这些新的实验是在实验室培养的人细胞中开展的,并且是建立在约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究所主任Ted Dawson博士和神经学教授Valina Dawson博士早前研究的基础上。他们的研究团队发现尽管存在非常不同的病因和症状,脑损伤、中风、阿尔茨海默病、帕金森病和罕见的致命性遗传病亨廷顿氏舞蹈病具有相同的一种独特的被称作parthanatos (希腊神话中死亡的象征)的“程序性”脑细胞死亡机制,以及参与这一过程的酶PARP。

  在之前的研究中,研究人员已知道当一种被称作线粒体凋亡诱导因子(apoptosis-inducing factor, AIF)离开它通常在细胞线粒体中的位置而迁移到细胞核中时,它触发细胞核中的基因组发生切割和导致细胞死亡。

  但是他们说,AIF本身并不切割DNA。因此,当时的博士后研究员Yingfei Wang博士(如今是美国德州大学西南医学中心助理教授)利用蛋白芯片筛选上千种人类蛋白以便发现那些与AIF发生最为强烈相互作用的蛋白。

  通过研究她发现的160种候选蛋白,她利用定制的被称作小干扰RNA(siRNA)的分子在实验室培养的人细胞中阻止这些蛋白中的每种蛋白的产生,而且是每次只阻止一种蛋白产生,以便观察这样做是否会阻止细胞死亡。

  在这160种蛋白中,一种被称作巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibitory factor, MIF)的蛋白经筛选后脱颖而出。Ted Dawson说,“我们发现AIF结合到MIF上,携带它进入细胞核,在那里,MIF切割DNA。我们认为这是parthanatos的最终执行步骤。”

  研究人员还报道,他们在实验室培养的人细胞中鉴定出阻断MIF作用从而阻止这些细胞发生parthanatos的一些化学化合物。

  Ted Dawson说,他们计划在动物体内测试这些化合物,并对它们进行修饰以便使得它们的安全性和有效性最大化。

  Science研究找到治疗帕金森病的新策略

  来自约翰斯霍普金斯大学医学院的研究人员报告称他们发现了一种蛋白能让一种天然毒性物质在哺乳动物的脑细胞之间进行扩散,同时还找到了阻断该蛋白发挥作用的方法。他们在小鼠和细胞上进行的研究表明一种已经处于癌症临床试验阶段的免疫治疗药物有望延缓帕金森病的进展。相关研究发表在国际学术期刊Science上。

  研究人员一直在寻找一种特定的位于细胞外表面的转膜受体,这种蛋白的作用类似门上的锁,只有持有正确“钥匙”的蛋白才能进入。他们首先发现实验室培养的一种脑癌细胞,α-突触核蛋白聚集体无法进入这种细胞。随后他们将表达转膜受体的基因一个个添加到细胞中,观察哪种受体能够让蛋白聚集体进入。

  最终发现三个蛋白,其中一个叫做LAG3的受体蛋白对α-突触核蛋白聚集体有更强的偏好。

  接下来研究人员利用缺失了LAG3基因的小鼠,将α-突触核蛋白聚集体注射到小鼠体内。

  正常的小鼠在接受注射以后很快会形成类似帕金森病的症状,半年之内一半合成多巴胺的神经元发生死亡。而缺少了LAG3基因的小鼠几乎受到了完全的保护,没有出现上述情况。用抗体阻断培养的神经元细胞上的LAG3也能起到类似的保护作用。