亨廷顿病 (HD) 是一种由亨廷顿基因突变引起的遗传性脑部疾病。HD 是一种无法治愈的神经退行性疾病,在 40 岁左右发病后,会导致人格和痴呆症状的变化以及无法控制的抽搐运动,最终导致死亡。众所周知,这种 HD 症状是由于在疾病进展过程中对大脑功能至关重要的突触中出现的问题导致纹状体中的脑细胞遭到破坏而引起的。然而,在 HD 进展过程中脑功能障碍背后的具体机制尚未完全阐明。
由韩国科学技术研究院脑科学研究所 (BSI) 的主要研究人员 Jihye Seong 博士和 Hoon Ryu 博士领导的一个研究小组可能发现粘着斑激酶的活性显着降低(FAK) 蛋白质,在HD 患者脑组织中的神经突运动和适当的突触形成中起重要作用。他们的研究发表在Acta Neuropathologica上。
活化的 FAK 蛋白在脑功能中发挥重要作用,因为它们对神经突运动和适当的突触形成至关重要。KIST 研究小组发现 HD 细胞和小鼠模型以及 HD 患者的脑组织中的 FAK 活性显着降低。这些结果也通过使用基于荧光共振能量转移(FRET) 的生物传感器准确测量活细胞中的 FAK 活性得到验证。
磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸 (PIP2) 是一种存在于细胞膜中的磷脂,对于激活 FAK 蛋白至关重要。使用超分辨率结构照明显微镜,研究小组发现 HD 细胞中的 PIP2 异常强烈地与突变的亨廷顿蛋白结合,抑制了 PIP2 在整个细胞膜中的正确分布。PIP2 的这种异常分布抑制了 FAK 的激活,从而阻碍了正常的突触功能,导致 HD 早期的脑功能障碍。
由于突变亨廷顿蛋白引起的磷脂分布异常而抑制 FAK 活化。图片来源:韩国科学技术研究院(KIST)
Seong 博士说:“通过这项研究揭示的亨廷顿病患者突触功能障碍的病理机制可以作为治疗脑功能障碍的治疗靶点,”
Ryu 博士说:“因为这项研究的结果显示了在 HD 患者的实际脑组织中发现的病理机制,我相信它对于为人类退行性脑病提出新的治疗靶点具有更大的意义。”
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