研究揭示了與阿爾茨海默病相關(guān)的蛋白質(zhì)如何影響神經(jīng)元生長(zhǎng)

2024-05-20 16:36

新研究揭示了細(xì)胞蛋白質(zhì)之間復(fù)雜的相互作用，以及它們對(duì)神經(jīng)發(fā)育障礙和阿爾茨海默病中神經(jīng)元的影響。

埃克塞特大學(xué)

5月15日消息

埃克塞特大學(xué)（University of Exeter）領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究在英國(guó)皇家學(xué)會(huì)（Royal Society）《開(kāi)放生物學(xué)》（Open Biology）雜志上發(fā)表，發(fā)現(xiàn)了 Contactin-4 蛋白（由CNTN4基因編碼）在塑造神經(jīng)元方面的關(guān)鍵作用。

研究于2024年5月15日發(fā)表在《Open Biology》（最新影響因子：5.8）雜志上

研究人員開(kāi)始研究 CNTN4，因?yàn)橐阎谧蚤]癥中發(fā)揮作用，但其功能作用尚未得到充分了解。研究團(tuán)隊(duì)探索了 CNTN4 在大腦中的功能，特別是它與阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病相關(guān)蛋白的相互作用。

首次，研究人員研究了大腦皮層（負(fù)責(zé)記憶、思考和推理等關(guān)鍵功能的大腦區(qū)域）中 CNTN4 基因被敲除的小鼠。他們發(fā)現(xiàn)，在皮層區(qū)域中，神經(jīng)元以不同的方式發(fā)育。

研究人員首次在人類(lèi)細(xì)胞中揭示了 CNTN4 基因與 APP 基因（與阿爾茨海默病密切相關(guān)的基因）之間的相互作用，揭示了這對(duì)大腦發(fā)育至關(guān)重要，尤其是神經(jīng)元健康生長(zhǎng)的必要條件。他們發(fā)現(xiàn)，CNTN4 不僅有助于大腦前額葉皮層的神經(jīng)延伸，而且 CNTN4 的表達(dá)還通過(guò)其與 APP 的關(guān)系受到調(diào)節(jié)。

利用在基因改造的人類(lèi)細(xì)胞中的研究，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn) CNTN4 和 APP 之間存在復(fù)雜的相互作用。如果 CNTN4 被敲除，APP 的水平會(huì)降低，但不會(huì)降為零。科學(xué)家們認(rèn)為，APP 可能會(huì)補(bǔ)償 CNTN4 的缺失，反之亦然。

埃克塞特大學(xué)醫(yī)學(xué)院（University of Exeter Medical School）的該研究的主要作者 Rosemary Bamford 博士說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)與發(fā)育過(guò)程相關(guān)的 CNTN4 基因也參與調(diào)節(jié)與阿爾茨海默病相關(guān)的因素，這相當(dāng)令人驚訝。發(fā)育和神經(jīng)退行性通路的這種交叉為這些蛋白質(zhì)的更廣泛影響提供了令人興奮的新見(jiàn)解。”

埃克塞特大學(xué)醫(yī)學(xué)院的資深作者 Asami Oguro-Ando 博士說(shuō)：“展望未來(lái)，我的團(tuán)隊(duì)熱衷于進(jìn)一步剖析 CNTN4 和 APP 之間相互作用背后的分子機(jī)制，并探索它們對(duì)阿爾茨海默病和自閉癥譜系障礙（ASD）等疾病的更廣泛影響。我們的下一步是明確 CNTN4-APP 相互作用如何影響神經(jīng)活動(dòng)。了解這種相互作用至關(guān)重要，因?yàn)樗侨胬斫馍窠?jīng)發(fā)育和神經(jīng)退行性疾病的基礎(chǔ)步驟。”

創(chuàng)立于1838年的埃克塞特大學(xué)

摘要：神經(jīng)元細(xì)胞粘附分子Contactin-4（CNTN4）在基因上與自閉癥譜系障礙（ASD）和其他精神疾病有關(guān)。先前的Cntn4缺陷小鼠模型顯示，CNTN4在海馬區(qū)的軸突導(dǎo)向和突觸可塑性中起重要作用。然而，CNTN4在皮層的發(fā)病機(jī)制和功能作用尚未得到研究。我們的研究發(fā)現(xiàn)Cntn4−/−小鼠運(yùn)動(dòng)皮層的皮層厚度減少，但皮層細(xì)胞的遷移和分化不受影響。在運(yùn)動(dòng)皮層M1區(qū)的神經(jīng)元中觀察到顯著的形態(tài)學(xué)變化，表明CNTN4也參與運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元的形態(tài)和樹(shù)突棘密度。此外，質(zhì)譜分析鑒定出CNTN4的一個(gè)相互作用伴侶，證實(shí)了CNTN4與淀粉樣前體蛋白（APP）之間的相互作用。敲除CNTN4和/或APP的人類(lèi)細(xì)胞揭示了CNTN4與APP之間的關(guān)系。本研究表明，CNTN4有助于皮層發(fā)育，并且與APP的結(jié)合和相互作用控制神經(jīng)延伸。這對(duì)于理解APP的生理功能，作為阿爾茨海默病的關(guān)鍵蛋白，是一個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。CNTN4與APP之間的結(jié)合，這涉及到神經(jīng)發(fā)育，對(duì)于健康的神經(jīng)生長(zhǎng)至關(guān)重要。

參考文獻(xiàn)

Source：University of Exeter

Research sheds light on how proteins linked to Alzheimer's disease influence neuronal growth

Reference：

Bamford RA, Zuko A, Eve M, Sprengers JJ, Post H, Taggenbrock RLRE, Fäβler D, Mehr A, Jones OJR, Kudzinskas A, Gandawijaya J, Müller UC, Kas MJH, Burbach JPH, Oguro-Ando A. CNTN4 modulates neural elongation through interplay with APP. Open Biol. 2024 May;14(5):240018. doi: 10.1098/rsob.240018. Epub 2024 May 15. PMID: 38745463.

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原文標(biāo)題 : 研究揭示了與阿爾茨海默病相關(guān)的蛋白質(zhì)如何影響神經(jīng)元生長(zhǎng)