日本熊本大学的一个研究小组开发了一种动物模型,通过抑制小脑神经元中伴侣介导的自噬(CMA),再现类似于脊髓小脑共济失调(SCA)的运动功能障碍和小脑神经变性。由于表达 SCA 引起蛋白的细胞中 CMA 活性降低,因此 CMA 有望成为目前尚无基本治疗方法的 SCA 的新治疗靶点。
SCA 是一种由多种基因引起的遗传性、难治性神经系统疾病。它会导致小脑萎缩和神经变性,其特征是进行性运动功能障碍,如蹒跚和构音障碍(一种导致言语肌肉失控的脑部疾病)。根据致病基因分为48种不同类型,导致SCA小脑萎缩和共济失调的常见机制尚不清楚。
活生物体的细胞具有一种称为自噬的机制,它通过分解细胞内成分(例如不必要的蛋白质)并消除病原微生物来维持体内平衡。伴侣介导的自噬 (CMA) 是自噬的一种,利用分子伴侣 Hsc70 和溶酶体膜蛋白 LAMP2A 将细胞内成分转运至溶酶体进行降解。最近的研究表明,CMA 参与神经元蛋白质稳态的维持,并且 CMA活性降低与帕金森病的发病机制有关。CMA与帕金森病等神经退行性疾病的关系引起了广泛关注。
熊本大学的研究人员开发了一种评估细胞中 CMA 活性的原创方法,并研究了其与神经退行性疾病发病机制的关系。在发现表达几种导致 SCA 的蛋白质的细胞中观察到 CMA 活性降低后,他们推测 CMA 活性降低可能是 SCA 发病机制的常见部分。
他们通过施用腺相关病毒载体,培育出小脑神经元 CMA 活性降低的小鼠。这些载体能够将一种特异性减少 LAMP2A 的基因引入小鼠小脑,从而导致进行性运动功能障碍。在运动功能障碍的早期阶段,组织学分析显示对小脑神经元的形态或小脑结构没有影响。然而,星形胶质细胞和小胶质细胞等神经胶质细胞在小脑中被激活。神经胶质激活是神经炎症的标志,并导致各种神经退行性疾病中的神经退行性变。处于运动功能障碍的严重阶段,神经胶质细胞激活以及小脑神经变性和相关的小脑皮质萎缩变得突出。
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