在最新发表于《Brain Communications》的研究中,弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick Institute,简称克里克研究所)和伦敦大学学院(UCL)的科学家们研究了肌萎缩侧索硬化症(ALS)中蛋白质如何在脑细胞的错误部位积聚,并证明了如何可能逆转这一问题。
$ M, K$ l Q+ o* u' K! n+ x% W5 m
g- n/ W& B8 [( K, A
97%的ALS病例都存在一种常见现象,即参与RNA调控的蛋白质(称为RNA结合蛋白)从运动神经元的细胞核异常积聚在周围的细胞质中。
) ?, Q$ ^( `! I% g! o+ S& G
在新的研究中,研究人员使用了在实验室中利用ALS患者皮肤细胞生长的运动神经元,表明有可能逆转3种RNA结合蛋白的错误定位。捐献皮肤细胞的ALS患者都携带VCP酶突变,这种突变存在于小部分ALS病例中。
b5 o/ s$ s; b5 o) O1 @
他们发现,当VCP酶发生突变活性增加时,就会导致这些RNA结合蛋白的异常定位。
1 [) P; }+ g c! s: x& B) ^; m
重要的是,当研究人员阻断病变细胞中VCP酶的活性时,细胞核和细胞质之间的蛋白质分布恢复到正常水平。他们使用的抑制剂与一种目前正在进行2期癌症试验的药物类似。
* A$ j* B$ d3 n+ m5 ^) T
克里克研究所人类干细胞和神经变性实验室博士后Jasmine Harley说:“概念验证一种化学物质可以逆转ALS的关键特征是非常令人兴奋的。我们表明这种物质对3种关键的RNA结合蛋白有效,这很重要,因为提示它也可以用于其他疾病表型。
) ^: ?$ s' Y2 X- I/ l r
“还需要更多的研究来进一步探索这一点。我们需要了解该药物能否逆转ALS的其他病理特征,以及其他ALS疾病模型中的病理特征。”
$ U! Y/ N3 f6 t+ d0 W
该团队最近还进行了一项试图理解ALS疾病机制的工作(该研究发表于《Brain》)。他们研究了保留内含子的转录物(intron-retaining transcripts),这些RNA节段通常会在剪接过程中从基因序列上剪切下来。在ALS患者中,剪接也从细胞核转移到细胞质。通过分析病变运动神经元中的RNA,他们在细胞质中发现了超过100种保留内含子的转录物。
# ] r+ d" m0 ^+ \
6 m1 O: e I, _0 s
研究作者、人类干细胞和神经变性退化实验室项目研究科学家Giulia Tyzack说:“在ALS患者细胞中发现的不同保留内含子的转录物的数量让我们非常惊讶,这些转录物离开细胞核并进入细胞质。我们没想到会观察到这种程度(的问题)。”
% J5 }" N0 `' q# `- k; Q& t
研究作者、人类干细胞和神经变性退化实验室项目研究科学家Jacob Neeves补充道:“打个比方,通常情况下,我们不会在电影中看到广告,但如果出了问题,广告可能会突然出现在奇怪和意想不到的地方。这些保留的内含子有点像这些异常的广告中断。”
- ^* _5 K: q( f0 Y- H; P! W
研究人员认为,保留内含子的转录物在细胞质中聚集可能是吸引RNA结合蛋白进入细胞质的一个因素,不过还需要更多的研究来证实这一点。
6 C3 L; L: D$ d8 `+ `( z, s
研究高级作者、人类干细胞和神经变性退化实验室组长Rickie Patani说:“总之,我们的两篇论文共同展示了实验室科学如何促进我们对ALS的理解,并为未来开发有效疗法提供了一些保证。”
8 f- A- X! V2 }
3 Q8 G3 y& @8 G& F ?* `) d2 e6 c
4 O4 Y& i6 n; g o0 }