阿尔茨海默病人脑的正电子发射断层扫描
信用:公共领域 利用新的方法,肯塔基大学的研究人员绘制了死亡的健康个体或患有阿尔茨海默病的个体大脑蛋白质的糖链变化图
到目前为止,阿尔茨海默病还没有有效的治疗方法
迫切需要新的方法来防止这种毁灭性的神经疾病的发展
雷蒙·孙博士的实验室
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英国医学院神经科学助理教授、马基癌症中心研究员
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英国医学院的分子和细胞生物化学教授兼拉福拉癫痫治疗计划主任,开发了一种新的成像方法来识别附着在组织内蛋白质上的糖分子的特定模式
他们研究的糖附着形式被称为N-糖基化
他们应用这种方法分析了两个AD小鼠模型和死于痴呆的个体大脑中的“糖码”
他们研究的小鼠模型代表了两种常见于阿尔茨海默病患者的不同病理
在一个实验中,小鼠在大脑中积累蛋白Aβ(淀粉样β蛋白);另一方面,老鼠在大脑中积累异常形式的tau蛋白
尽管具有不同的潜在病理,两种小鼠模型在额叶皮质和海马体中都表现出N-糖基化增加
他们还分析了三名年龄匹配的个体和三名Aβ型阿尔茨海默病患者的大脑样本
与小鼠大脑一样,在AD患者的大脑中,额叶皮质区域的糖基化增加
然而,与在小鼠中观察到的相反,阿尔茨海默病患者的海马区减少了N-糖基化
这些结果定义了人类阿尔茨海默病患者和匹配对照的额叶皮质和海马之间的区域特异性差异
具体而言,在阿尔茨海默病大脑的额叶皮质区域观察到N-糖基化增加,在海马区域观察到N-糖基化减少
此外,这项研究强调了阿尔茨海默病小鼠模型和人类患者之间海马区N-连接蛋白糖基化模式的根本差异
孙说:“这项研究将有可能帮助开发新的研究方向、新的治疗靶点和生物标志物评估,用于未来的AD治疗和诊断。”
这项工作最近发表在阿尔茨海默氏病和痴呆症杂志上
理解脑中N-糖基化模式和这一生化过程的调节的重要性是孙和Gentry及其团队在《内分泌学和代谢趋势》中的一篇综述的主题
氮连接蛋白糖链的生物合成是葡萄糖代谢中一个研究不足的分支
在细胞内,葡萄糖可用于能量生产或构建修饰蛋白质或脂质的复杂糖链
这些过程在细胞中争夺有限的葡萄糖来源
“在中枢神经系统中,N连接的蛋白质糖基化对神经元和神经胶质细胞都至关重要,”医学学院博士生、这篇手稿的主要作者塔拉·霍金森(Tara Hawkinson)说
这个过程控制着参与神经元活动的关键蛋白质的许多方面
异常糖基化可导致神经元功能障碍和死亡
因此,蛋白质糖基化改变可导致各种类型的神经元疾病,从与神经元丧失相关的疾病,如阿尔茨海默氏病和帕金森氏病,到与神经元连接缺陷相关的疾病,如精神分裂症和发育性神经疾病
由Sun和Gentry实验室开发的评估b雨中N-糖基化模式的糖码空间分布的方法将使研究人员能够提出关于这些模式在病理条件下如何改变的关键问题
Gentry说:“随着这些方法的进步,我们可以开始回答关于脑细胞如何协调葡萄糖代谢以平衡能量需求和糖基化需求,糖密码的改变如何导致神经障碍的问题,并开始开发解决这些问题的疗法。”
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