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研究发现新型化合物可保护神经细胞

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近日,来自西奈山医疗中心(MountSinaiMedicalCenter)的研究人员通过对多发性硬化症的小鼠模型进行研究发现,一种新型的药用化合物可有效阻断小鼠的炎症及神经细胞损伤,相关研究刊登于国际著名杂志NatureNeuroscience上。

研究发现新型化合物可保护神经细胞

多发性硬化症是一种大脑和脊髓的严重疾病,其发病原因未知,患者机体的免疫系统首先会对髓磷脂进行炎性攻击,髓磷脂是一种围绕在神经纤维周围的神经保护性外衣,一旦髓磷脂被移除神经细胞就会对损伤高度易感,这往往会引发多发性硬化症患者病情日趋严重。JefferyHaines教授说道,这项研究中所鉴别出的化合物,当进行口服时可以有效降低炎症表现并且保护小鼠模型免于神经细胞的损伤;而当前市场上用于治疗多发性硬化症的药物正在进行试验,研究者希望寻求有效的药物可以降低对神经细胞的免疫攻击,本文研究为开发新型多发性硬化症的口服疗法提供了一些线索。

此前研究中,研究者发现细胞中细胞核和细胞质间的交通运输蛋白分子在神经变性疾病中会被改变,而名为XPO1的使蛋白在细胞核和细胞质间穿梭的分子也参与了多发性硬化症及一系列其它疾病的发病过程中;文章中研究者检测了是否用来阻断XPO1功能的药用化合物可以阻断小鼠模型的疾病进展,结果发现,两种名为KPT-276及KPT-350的两种化学制剂可以通过穿梭于神经细胞核及核外环境来抑制XPO1的功能。

研究者Patrizia Casaccia表示,这项研究阐明了多发性硬化症动物模型疾病发展背后隐藏的分子机制,这就为研究们后期研究提供了一种新型的临床试验,来帮助确定这些化学制剂治疗脱髓鞘障碍个体的安全性及有效性;本文研究为后期揭示多发性硬化症的发病机理及新型靶向疗法的开发提供了新的研究线索和思路。

神经细胞的保护因子

来自英国布里斯托尔大学的神经学家们在研究中发现了一个在心力衰竭或癫痫发作过程中激活保护神经细胞免受损伤的关键蛋白,并证实其调控了大脑神经细胞间的信息传递。这一研究发现在线发布在4月22日的《自然神经科学》(NatureNeuroscience)杂志上,有可能推动开发出中风和癫痫的治疗新策略。

布里斯托尔大学医学院的JeremyHenley教授和JackMellor博士为该研究小组的共同负责人。在这篇文章中,研究人员证实一种称为SUMO的蛋白对减少或增强大脑神经细胞保护机制的化学过程起重要调控作用。

这些关键的SUMO蛋白通过对大脑活动水平生成精细的反应而调控了红藻氨酸受体(Kainatereceptor,KAR)传输的信号量。红藻氨酸受体对神经细胞间的沟通起重要作用,受体激活可导致癫痫发作和神经细胞死亡。

在磷酸化作用、泛素化作用和SUMO修饰等独立或相关过程中蛋白质结构的改变对蛋白质功能起重要的调控作用。在这篇文章中,研究人员证实红藻氨酸受体磷酸化可促进自身的活性。但同时磷酸化作用也推动了红藻氨酸受体的SUMO修饰降低它们的活性。因此在调控红藻氨酸受体功能的磷酸化作用和SUMO修饰之间存在一种动态而微妙的相互作用。

磷酸化作用和SUMO修饰之间的良好平衡依赖于大脑的活动水平,当中风或癫痫过程中发生破坏性活动,就会促进SUMO修饰,因此抑制红藻氨酸受体功能保护神经细胞。

Mellor博士说:“红藻氨酸受体是有些神秘但显然又非常重要的一组蛋白,已知与包括癫痫在内的大量疾病有关。然而,目前我们对于这一受体重要性的机制却仍知之甚少。这些研究发现为我们提供了SUMO和红藻氨酸受体之间的联系,增进了我们对于神经细胞保护自身免于过度和不正常活动机制的理解。”

Henley教授补充说:“这项工作具有重要的意义,因为它为我们提供了新视角,更深入地了解了大脑细胞间信息传递是如何调控的。研究小组发现通过提高结合红藻氨酸受体的SUMO的量,抑制细胞间的沟通,有可能成为预防大脑神经细胞过度兴奋治疗癫痫的一条途径。”

欧盟神经医学重大发现:控制脑神经细胞保护的蛋白

欧盟第七研发框架计划(FP7)资助支持的英国脑神经科学研究团队,在中风和癫痫新型疗法的研发活动中获得非同寻常的重大发现:可以调节脑神经细胞之间信息传输的关键蛋白质。关键蛋白质在心脏衰竭或癫痫发作期间被激活,用以保护脑神经元,避免受到伤害。研究结果在最新一期的自然.神经科学杂志上发表。

研究发现,小泛素样修饰蛋白(SUMO)具有负责保护脑神经细胞的功能,实际上是小型蛋白质的一个家族;SUMO在细胞内以化学的方式或依附或脱离其它蛋白质,对自身功能进行调节。SUMO蛋白随着大脑活动水平会产生微妙的反应,从而可以调节红藻氨酸受体(KainateReceptors)传输的信息。而红藻氨酸受体控制着神经细胞之间所有的信息传输,触发和改变它们,可以导致癫痫发作和神经细胞死亡。

通过人为变更蛋白质的功能,包括磷酸化(Phosphorylation)、泛素化(Ubiquitination)和SUMO化(Sumoylation),过程可以单独也可以相互关联。科学家发现,磷酸化和SUMO化之间具有完美的平衡,而SUMO化依赖于大脑的活动水平。

当人体处于中风或癫痫状况时,SUMO化降低了红藻氨酸受体的作用,以便保护神经细胞免受损失。红藻氨酸受体尽管神秘但确实很重要,SUMO蛋白同红藻氨酸受体之间的紧密联系,以及神经细胞在过度和异常情况下的自我保护机制,将进一步充实人类脑神经医学的知识。

通过调节,增加SUMO依附红藻氨酸受体的数量,可以降低神经细胞之间的信息传输,将防止大脑神经细胞的过度兴奋(Over-Excitation),有可能成为癫痫病患者有效治疗的一条新路经。

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