学分:布朗大学 一项新的研究为克里斯汀森综合征的细胞机制提供了见解,这是一种X连锁遗传疾病,其特征是发育迟缓、认知障碍、癫痫发作以及言语、平衡和行动困难
这项研究于2009年9月19日星期三在线发表在《神经科学杂志》上
研究作者Dr
埃里克·莫罗,医学科学家,布朗大学转化神经科学中心主任
他说,有证据表明,在包括阿尔茨海默病在内的多种神经退行性疾病中存在缺陷性内体贩运
莫罗说,科学家对克里斯汀森综合症和其他疾病的生物学了解越多,他们就越有能力开发新的治疗方法
他说:“在Christianson综合征中发现这种新的细胞机制是迈向进步道路上的一个重要转折。”
“它将重点转移到包括我们现在知道可能相关的其他疾病,如儿童期溶酶体疾病和阿尔茨海默病,并考虑从更常见的神经疾病中吸取的经验教训可能适用于发展CS治疗,反之亦然
" CS是由基因SLC9A6的突变引起的,它提供了制造一种叫做钠/氢交换体6 (NHE6)的蛋白质的指令
NHE6蛋白存在于细胞内被称为内体的隔室膜中,内体将蛋白质和其他细胞物质在细胞周围穿梭,帮助它们决定是回收这些物质,还是将其丢弃在另一个被称为溶酶体的细胞隔室中
莫罗说:“内体就像小型运输工具,在细胞周围运输蛋白质和其他货物。”
内体可能与细胞膜融合并排出其内容物,这一过程被称为胞吐,或者它们可能降解并处理货物
当准备处理其内含物时,内体成熟并最终与溶酶体融合,溶酶体是一种膜结合的细胞器,具有参与细胞废物管理的酸性内部隔室
莫罗说,患有CS的人没有NHE6蛋白
他的团队先前发表的研究表明,这种NHE6蛋白的缺乏意味着内体室可以变得更酸性
莫罗实验室和其他实验室的一个主要科学问题是,当货物过度酸化时,细胞会发生什么
在这项新的研究中,研究人员使用了一种显微标记来突出和监测实验室小鼠脑细胞内及其周围的活动,这些小鼠具有一种模仿CS的基因突变
该论文的第一作者马修·佩斯科索利多获得了神经科学博士学位,他说:“我们能够想象溶酶体和内体的融合,以及内体的货物在神经元外的释放。”
D
布朗在莫罗的实验室工作,现在是布兰代斯大学的生物学博士后研究员
“在CS细胞中,内体的排出明显增加
" 这个团队的发现有三个主要组成部分
第一个是克里斯汀森综合征患者的溶酶体功能受损,不能像正常神经元的溶酶体一样正常工作
莫罗说,这一点很重要,因为这使得CS很可能与其他溶酶体疾病有关,溶酶体疾病是一组具有溶酶体功能缺陷的其他儿童神经系统疾病,包括诸如泰·萨克斯病、巴顿病和尼曼-皮克病等疾病
莫罗说,这些疾病的一个有希望的研究领域是基因治疗的应用,这也可能扩展到CS
莫罗说:“了解了CS患者细胞中发生的情况,我们就知道了基因替代疗法需要抵消什么才能获益。”他补充说,溶酶体功能障碍也可能是阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病的一个因素
论文中描述的第二个关键观察结果是,携带废物的内体的成熟也受到了损害——内体难以与溶酶体融合
第三,研究人员发现,这些出现故障的晚期内体正在与细胞膜融合,并将内含物倾倒在那里
使用先进的成像工具,如延时显微镜和全内反射荧光显微镜,他们可以看到从神经元排出的内体的细胞活性
Pescosolido说:“这一发现让我们更全面地了解了内吞途径是如何对NHE6的丢失做出反应的。”
“这可能在某种程度上反映了一种代偿机制,将废物排出细胞外,而不是将其转运到受损的溶酶体,溶酶体无法降解这些废物
将来,观察这些内体内容物如何影响附近的其他细胞将会很有趣
" 莫罗说,这些发现大大扩展了CS研究的重点:“并不是说过度酸化不是故事的重要部分
但是这篇论文表明这不是全部
" 当佩斯科索利多在布朗大学在莫罗的指导下工作时,他有机会见到受CS影响的家庭,他说这是一种极大的荣幸
Pescosolido说:“我们的目标一直是为这些家庭以及临床医生和研究人员提供关于CS病因和病程的高质量信息。”
“能够收集到这些家庭的故事,能够让他们对CS的成因有更全面的了解,这是非常值得的。”
" 莫罗的研究团队目前正在扩大对CS患者家庭的研究,目标是将这些基础知识整合到疾病自然史的信息中,以及开发新疗法的倡议中
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