뇌 세포의 수송 파괴는 알츠하이머, 파킨슨 병으로 이어질 수 있습니다
생쥐와 파리의 과정을 연구 한 후 과학자들은 세포에서 단백질을 분해하는 분자 기계를 운반하지 못하는 것이 알츠하이머 및 파킨슨 병과 같은 신경 퇴행성 질환의 핵심 일 수 있다고 제안합니다.
손상된 단백질, 잘못된 모양 또는 요구 사항에 비해 과잉을 분리하는 능력은 살아있는 세포에서 중요한 기능입니다. 이 프로세스는 셀 내의 특정 위치에서 발생합니다.
이러한 위치 중 일부는 뉴런의 세포체에서 1 미터 이상 떨어져있을 수 있습니다. 다른 뉴런과 연결하는 가늘고 긴 섬유 인 축색 돌기를 따라 있기 때문에 신경 세포 또는 신경 세포가 있습니다.
세포는 프로 테아 좀이라는 복잡한 분자 기계를 사용하여 특정 활동 부위에서 단백질을 분해합니다.
신경 퇴행성 질환의 특징 중 하나는 분해에 실패한 단백질의 축적입니다.
예를 들면 알츠하이머의 베타-아밀로이드 축적과 파킨슨 병의 알파-시누 클레인이 있습니다.
분해되지 않은 단백질이 축적되면 서로 및 다른 물질에 달라 붙어 뇌 세포를 막고 기능을 방해합니다. 세포는 결국 작동을 멈추고 죽습니다.
운송 실패
뉴욕의 록펠러 대학 (Rockefeller University) 과학자들이 수행 한 새로운 연구는 프로 테아 좀 수송 실패가 신경 퇴행성 질환에서 발생하는 단백질 축적의 원인이 될 수 있다는 생각을 뒷받침합니다.
연구원들은 최근 두 개의 논문에서 발견 한 결과를보고합니다. 발달 세포 그리고 다른 PNAS.
두 연구의 선임 저자 인 Hermann Steller 교수는“이것은 프로 테아 좀이 신경 종말로 이동하는 메커니즘을 찾는 최초의 연구입니다.
"이 메커니즘이 중단되면 신경 세포의 기능과 장기 생존에 심각한 결과가 발생합니다."라고 그는 덧붙입니다.
첫 번째 연구에서 그와 그의 동료들은 초파리와 생쥐의 프로 테아 좀을 조사했습니다. 그곳에서 그들은 단백질 프로 테아 좀 억제제 31 (PI31)이 뉴런의 축색 돌기에서 프로 테아 좀을 수송하는 데 필수적이라는 것을 발견했습니다.
PI31은 프로 테아 좀이 그들을 따라 이동하는 분자 모터에 결합하도록 돕고 모터의 움직임을 촉진합니다. PI31이 없으면 프로 테아 좀 수송이 중단됩니다.
유전자 조작으로 더 많은 빛을 비추다
두 번째 연구에서 연구원들은 PI31의 유전자를 조작하여보다 철저히 조사했습니다.
그들은 침묵으로 쥐를 설계했습니다. PI31 긴 축삭을 가진 두 가지 유형의 뇌 세포에서 유전자.
유전자가 꺼진 상태에서 이러한 세포는 PI31 단백질을 생성하고 프로 테아 좀을 수송 할 수 없습니다.
과학자들은 이것이 어떻게 긴 축삭 돌기의 끝에 비정상적인 단백질이 축적되는지, 즉“뉴런의 말단부”를 형성하는 것을 보았다.
그들은 또한 PI31이 누락 된 뉴런이 이상해 보이는 것을 보았습니다.
"구조적 결함"은 특히 뉴런 사이의 접합부를 형성하는 축삭의 가지와 시냅스에서 두드러졌습니다.
“특히 이러한 구조적 변화는 나이가 들어감에 따라 점점 더 심각해졌습니다.”라고 Steller 교수는 말합니다.
그는 이러한 결함이있는 마우스를 관찰했을 때 "인간의 신경 발생 질환에서 볼 수있는 심각한 행동 및 해부학 적 결함"을 상기 시켰다고 설명합니다.
새로운 치료의 가능성
연구원들은 그들의 발견이 신경 퇴행성 질환에서 PI31의 역할에 대한 지식을 증가시킬 것이라고 믿습니다.
예를 들어, 파킨슨 병의 돌연변이로 인해 다른 유형보다 더 일찍 발생하는 심각한 유형의 파킨슨 병이 있습니다. PARK15 유전자.
과학자들은 다음과 같이 제안했습니다. PARK15 PI31과 상호 작용하면 그 붕괴가 프로 테아 좀 활동을 방해 할 수 있습니다.
연구자들은 이미 PI31과 그것이 상호 작용하는 분자를 약물 표적으로 사용하는 방법을 탐구하고 있습니다.
그들은 PI31이 신경 세포의 초기 형성 중에 활성화되기 때문에 질병 과정의 초기에 개입하는 치료로 이어질 수 있기를 희망합니다.
그들이 추구하는 또 다른 방법은 중단 된 프로 테아 좀 수송을 다시 이동시키는 방법입니다.
새로운 연구가 단백질 축적 메커니즘에 초점을 맞추고 있지만 Steller 교수는 이것이 근본 원인이 아니라 더 큰 현상의 증상이라고 믿고 있습니다.
“우리의 연구는 이것이 실제로 프로 테아 좀의 국소 적 결함으로 시작하여 신경 기능에 중요한 단백질을 분해하지 못함을 시사합니다.”
Hermann Steller 교수
