根据今天发表在eLife上的一项针对果蝇、大鼠和人类脑组织的研究，科学家们揭示了创伤性脑损伤如何导致神经退行性疾病的潜在机制。
结果可能有助于开发阻止脑损伤后细胞损伤进展的治疗方法，否则会导致神经系统疾病，如肌萎缩侧索硬化 (ALS)、阿尔茨海默病和帕金森病。
反复的头部外伤与称为慢性创伤性脑病 (CTE) 的进行性神经退行性疾病有关。来自 CTE 患者的死后组织显示出一种称为 TDP-43 的分子的功能失调水平，该分子也在 ALS、阿尔茨海默病和额颞叶痴呆中发现。
“虽然 TDP-43 是神经退行性疾病的已知指标，但尚不清楚反复创伤如何促进 TDP-43 在大脑中的积聚，”第一作者、该大学儿科系博士后研究员 Eric Anderson 解释说。匹兹堡，宾夕法尼亚州，美国。“我们已经证明果蝇的重复性脑外伤会导致 TDP-43 的积累。在这项研究中，我们测量了果蝇脑损伤后蛋白质的变化，以确定导致这种情况的分子途径。”
通过对 2,000 种蛋白质的分析，该团队确定了 361 种在受伤时发生显着变化。这些包括参与核质运输的核孔复合物 (NPC) 的成分 - 重要货物在细胞核和细胞其他部分之间穿梭。
他们发现，在幼虫和成年果蝇受伤后，构成 NPC 的一个称为核孔蛋白 (Nups) 的分子家族都增加了。当他们观察果蝇神经索细胞核边缘周围 Nup 的分布模式时，他们发现脑外伤后它发生了变化：核膜中有间隙和 Nup 团块。他们还发现了一种关键酶的变化，该酶参与了受伤大脑中分子进出细胞核的运输。结果，荧光标记的货物进出细胞核的运输受到损害。
确定脑损伤会损害细胞核与细胞其他部分之间的运输机制后，该团队研究了 Nups 的积累是否会导致神经退行性疾病中所见的 TDP-43 的聚集。他们创造了产生过量 Nup 蛋白的果蝇，然后为果蝇版本的 TDP-43(称为 Tbph)染色脑细胞。他们发现，与正常大脑相比，Nup 过多的大脑中 Tbph 沉积物的数量显着增加。此外，这些高水平的 Nup 对苍蝇也有毒，导致运动功能下降并减少它们在特定时间范围内攀爬的距离。当受伤后细胞中 Nup 的水平降低时，这提高了果蝇的攀爬能力和寿命，为探索新疗法开辟了一条途径。
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