发布时间:2020-02-20 16:21 原文链接: 对付帕金森病的新途径要从“肠”计议?

  帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,在全世界影响了数百万老年人。患者的主要表现有静止时四肢震颤、僵硬、运动功能受损等。但医生们很早就发现,不少PD患者在出现运动障碍之前,常常还有胃肠功能紊乱的表现,比如便秘。

  帕金森病或许起源于胃肠道?进一步猜测来自对突触核蛋白病(synucleinopathies)的研究。在PD患者的某些脑区,这种蛋白质发生错误折叠,大量不可溶的α-Syn蛋白在细胞内聚集,造成神经细胞死亡。而一些证据显示,除了大脑,患者的胃、十二指肠和结肠等部位也有α-Syn聚集,并且很可能在疾病进程的早期就开始发生。

  动物实验中,科学家们还观察到,病理性的α-Syn蛋白可以通过相互连接的神经,从胃肠道传播到脑中,引起PD相关的多种症状。

  如果导致PD的破坏性蛋白起源于肠神经元,那么着眼于胃肠道,不仅有助于更早做出诊断,还有可能通过尽早清除蛋白聚集,来减缓或避免疾病进展。

  最近,加州理工大学Viviana Gradinaru教授领衔的研究团队,通过小鼠实验检验了上述猜想。他们发现,在胃肠道的异常蛋白不仅能传播到脑部造成病理变化,而且容易让年老小鼠的运动功能受到影响。加强清除胃肠道的异常蛋白,有助于改善症状。相关结果发表于《自然》子刊Nature Neuroscience。

  在这项研究中,科学家在小鼠的十二指肠肠壁中注入了易聚集的α-Syn纤维原。结果如他们预测,经过几个月,蛋白聚集物逐渐向上传播,波及脑干、中脑等PD相关脑区。

  引人注意的,不同年龄的小鼠受到的影响不同。相对年轻的成年小鼠没有因此出现运动障碍,病理蛋白在一段时间后减少;而年老的小鼠(约16个月大),既有胃动力不足、排便异常等表现,还会不断加重运动障碍。

  为什么这些蛋白聚集物会在年老动物中引起运动障碍,而年轻动物却不受影响呢?研究人员猜测,这可能跟消除α-Syn蛋白的机制有关。

  例如,一种名为葡萄糖脑苷脂酶(GCase)的蛋白,有助于分解α-Syn蛋白。随着这种酶功能受损,α-Syn蛋白就会开始聚集。而年老小鼠体内产生的GCase量明显低于年轻小鼠。“随着年龄增长,处理病原体(包括错误折叠的蛋白质)的效率会变得低下。帕金森病可能就是这样。” 第一作者Collin Challis博士说。

  于是,研究小组设计了一种帮助肠神经处理蛋白聚集的方法。他们利用基于腺相关病毒(AAV)改造的载体AAV-PHP.S,来递送编码GCase的基因。这种经过设计的基因载体,对动物无害,注射到血液里,能被外周神经元有效吸收,长时间特异性地在胃肠道神经元内表达GCase。

  实验结果显示,随着GCase的量得到补充,过量表达病理性α-Syn的小鼠,肠神经元中的蛋白聚集得以减少,胃肠道功能有所好转。

  “我们的结果表明,通过AAV递送(编码GCase的)基因可以减轻小鼠的胃肠道症状。同时凸显了重要的一点:除了大脑,外周神经元也是对付PD的一个有价值的靶点。”Gradinaru教授说道。

相关文章

AI将帕金森病药物设计提速十倍

英国剑桥大学研究人员使用人工智能(AI)技术大幅加快了帕金森病治疗方法的开发。他们设计并使用了一种基于AI的策略,来识别阻止α-突触核蛋白(帕金森病的特征蛋白)聚集的小分子。研究结果发表在新一期《自然......

帕金森病呈现年轻化趋势不要忽视“早帕”症状

4月11日是第28个“世界帕金森病日”。记者从陆军军医大学西南医院、新桥医院神经内科获悉,帕金森病呈现年轻化趋势,在患者出现运动症状前,可能先出现非运动症状。初期症状复杂多样易被忽视近日,38岁的王芳......

研究揭示突触前胆碱转运蛋白CHT1转运调控机制

4月8日,中国科学院生物物理研究所赵岩研究组在国际学术期刊《自然-结构与分子生物学》上发表研究论文。该研究利用单颗粒冷冻电镜技术,首次解析了高亲和力胆碱转运蛋白CHT1(high-affinitych......

多巴胺和血清素如何影响大脑决策?

是什么影响了人类的社会决策?在26日发表于《自然·人类行为》杂志的一项研究中,美国弗吉尼亚理工大学领导的国际团队揭示了一种前所未知的神经化学机制:多巴胺和5-羟色胺在影响人类社会行为中的作用。在这项研......

新研究揭示自我中心编码的细胞和亚细胞机制

确定空间信息的表征机制是探讨空间信息处理的核心任务之一,为学习记忆中空间场景处理原则提供了重要启发。12月14日,中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所研究员王成团队,联合南方科技大学生命科......

揭示帕金森病中蛋白聚集的秘密:NEMO蛋白的关键作用

神经退行性疾病,如帕金森病或阿尔茨海默病,与大脑中蛋白质聚集的沉积有关。当细胞废物清除系统存在缺陷或超负荷时,这些聚集物会积累。一种主要与免疫系统信号传导过程相关的蛋白质NEMO可以防止帕金森病中发生......

基因疗法治疗帕金森取得新进展,灵长类动物实验效果显著

中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)的科学家及其合作伙伴设计出一种靶向基因治疗方法,可减轻啮齿动物和非人灵长类动物帕金森病的主要运动症状。这项研究最近发表在《细胞》(Cell)杂志上。帕金森病以中......

我国学者提出帕金森病新型神经调控疗法

帕金森病是老年人群中最常见的神经退行性疾病之一。左旋多巴是目前临床上最常用的帕金森病治疗药物之一,但该药物除干预帕金森病累及的基底节多巴胺神经环路并恢复其功能外,还非特异性地作用于全脑和全身所有其他多......

国产脑起搏器为帕金森患者带来更有针对性的精准治疗

国产且全球领先的可充电、无条件兼容3.0T核磁、可感知的脑起搏器在上海实现了本地应用。记者6日获悉,海军军医大学帕金森病专病诊治中心负责人、长海医院神经外科主任医师胡小吾教授主刀,联合上海冬雷脑科医院......

我国科学家成功探测人工神经元突触的量子成像

16日,从中国科学技术大学获悉,该校郭光灿院士团队孙方稳课题组与合作者合作,制备了基于二氧化钒相变薄膜的类脑神经元器件,并利用金刚石中氮-空位(NV)色心作为固态自旋量子传感器,探测了神经元突触在外部......