神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病的更好治療

2022-11-17 14:07

一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可能改善神經(jīng)退行性疾病患者的治療選擇。

巴斯大學(xué)

11月15日消息

英國(guó)倫敦國(guó)王學(xué)院（King’s College London，KCL）和巴斯大學(xué)（University of Bath）的科學(xué)家們的這一發(fā)現(xiàn)集中在一種分子上，這種分子在神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育中起著深遠(yuǎn)的作用，當(dāng)它發(fā)生故障時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致疾病。以前人們認(rèn)為這種分子只存在于細(xì)胞核（含有細(xì)胞 DNA 并通過膜與細(xì)胞的其余部分隔開的細(xì)胞器）中，但這項(xiàng)新研究證實(shí)了該團(tuán)隊(duì)早期的發(fā)現(xiàn)，即它也存在于細(xì)胞質(zhì)（細(xì)胞內(nèi)部的水樣部分）中。該研究還首次證明了該蛋白的細(xì)胞質(zhì)池具有功能活性。

這一發(fā)現(xiàn)對(duì)研究神經(jīng)退行性疾病如阿爾茨海默病和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元病具有重要意義。

這一發(fā)現(xiàn)是由倫敦國(guó)王學(xué)院的 Corinne Houart 教授和巴斯大學(xué)生命科學(xué)系的 Nikolas Nikolaou 博士共同完成的，發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》（Current Biology）雜志上。

研究于2022年11月15日發(fā)表在《Current Biology》（最新影響因子：10．900）雜志上

神經(jīng)功能喪失

科學(xué)家們?cè)缇椭溃?strong>剪接蛋白（本研究中研究的分子）有時(shí)會(huì)在細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中聚集并形成不可溶的復(fù)合體，這些復(fù)合體會(huì)干擾神經(jīng)元（神經(jīng)細(xì)胞）的功能，最終導(dǎo)致神經(jīng)元失去功能并退化。然而，這項(xiàng)研究首次表明，在神經(jīng)細(xì)胞軸突內(nèi)的蛋白質(zhì)／信使 RNA 復(fù)合體（稱為RNA顆粒）中也發(fā)現(xiàn)一種主要的剪接蛋白。

軸突是長(zhǎng)長(zhǎng)的投射物，可將電脈沖從神經(jīng)細(xì)胞體傳導(dǎo)出去，將神經(jīng)元與相鄰神經(jīng)元連接起來(lái)，或?qū)⑿畔纳窠?jīng)元傳遞到身體組織（比如肌肉或皮膚）。眾所周知，軸突功能障礙是許多進(jìn)行性神經(jīng)疾病的原因，因此，在神經(jīng)細(xì)胞的這部分發(fā)現(xiàn)剪接蛋白暗示了可能導(dǎo)致疾病的機(jī)制。

一段斑馬魚軀干。運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元（綠色）發(fā)出支配肌肉纖維（紅色）的軸突

塑造信使RNA分子

研究人員發(fā)現(xiàn)，剪接蛋白 SNRNP70 與信使 RNA （mRNA）鏈結(jié)合，并隨后形成其形狀。這些鏈將細(xì)胞核內(nèi) DNA 的遺傳信息攜帶到細(xì)胞質(zhì)中。mRNA 攜帶的信息被用來(lái)制造更多的蛋白質(zhì)，這是生命的基石。研究小組還發(fā)現(xiàn)，為了讓 mRNA 沿著軸突從神經(jīng)細(xì)胞體移動(dòng)到神經(jīng)元的更多周邊部分，剪接蛋白是必需的。

在評(píng)論這項(xiàng)以斑馬魚為遺傳模型系統(tǒng)的研究時(shí)，Nikolaou 博士說：“當(dāng)我們干擾剪接蛋白的功能時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元沒有很好地形成。他們沒能在本該建立的地方建立起聯(lián)系，還失去了其他重要的聯(lián)系。這種行為在人類神經(jīng)退行性變中也可以觀察到。然而，當(dāng) SNRNP70 只在這些神經(jīng)元的細(xì)胞質(zhì)和軸突中被重新引入時(shí)，它足以再次恢復(fù)運(yùn)動(dòng)連接和神經(jīng)元功能。”

盡管斑馬魚是一種小型淡水魚，但它的神經(jīng)系統(tǒng)與人類的神經(jīng)系統(tǒng)非常相似。

在這項(xiàng)研究的下一階段，Nikolaou 博士計(jì)劃探索這種蛋白質(zhì)在軸突中的精確功能。“我們知道蛋白質(zhì)與其他蛋白質(zhì)相互作用，那么這個(gè)分子與什么蛋白質(zhì)相互作用呢？當(dāng)我們從細(xì)胞質(zhì)中移除這些復(fù)合物時(shí)會(huì)發(fā)生什么？這是如何影響神經(jīng)元功能的？”

他補(bǔ)充說：“現(xiàn)在我們知道這些類型的分子在細(xì)胞核外有功能，我們將需要從不同的角度來(lái)研究神經(jīng)退行性變，問問自己這些致病聚集物是如何干擾這些蛋白質(zhì)的功能的，不僅在細(xì)胞核中，而且在細(xì)胞質(zhì)中，以及它們?cè)谏窠?jīng)元的分解中扮演什么角色。這是以前沒有人考慮過的。”

1966年獲皇家特許狀的英國(guó)巴斯大學(xué)

參考文獻(xiàn)

Source：University of Bath

Nerve cell discovery may lead to better treatment for diseases of the nervous system

Reference：

Corinne Houart， Cytoplasmic pool of U1 spliceosome protein SNRNP70 shapes the axonal transcriptome and regulates motor connectivity， Current Biology （2022）． DOI： 10．1016／j．cub．2022．10．048． www．cell．com／current－biology／f … 0960－9822（22）01696－7

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原文標(biāo)題 : 神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病的更好治療