神經(jīng)元自噬受阻的根源：線粒體崩潰了

確定軸突線粒體損耗如何破壞自噬的關鍵途徑。

東京城市大學的研究人員已經(jīng)確定了蛋白質是如何在神經(jīng)元中異常聚集的，這是阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病的一個特征。他們用果蠅來證明軸突線粒體的消耗可以直接導致蛋白質的積累。與此同時，一種名為eIF2β的蛋白質含量也很高。恢復正常水平導致蛋白質循環(huán)的恢復。這些發(fā)現(xiàn)為神經(jīng)退行性疾病提供了新的治療方法。

細胞工廠:蛋白質的生產(chǎn)和分解

我們身體里的每一個細胞都是一個忙碌的工廠，在那里蛋白質不斷地被制造和分解。生產(chǎn)或回收階段的任何變化或失誤都可能導致嚴重的疾病。神經(jīng)退行性疾病，例如阿爾茨海默氏癥和肌萎縮側索硬化癥(ALS)，都伴隨著神經(jīng)元中蛋白質的異常積聚。然而，這種積累背后的觸發(fā)因素仍然未知。

隨著軸突線粒體的丟失，eIF2亞基的改變會阻礙翻譯和自噬，并導致細胞內蛋白質的積累。資料來源:東京都大學

果蠅的研究

由東京都大學副教授Kanae Ando領導的一個研究小組一直試圖通過研究果蠅來確定異常蛋白質積累的原因，果蠅是一種被廣泛研究的模式生物，與人類生理學有許多關鍵的相似之處。

他們關注的是軸突中線粒體的存在，軸突是一種長長的卷須狀附屬物，從神經(jīng)元中伸出來，形成必要的連接，使信號能夠在我們的大腦中傳遞。眾所周知，軸突中的線粒體水平會隨著年齡的增長和神經(jīng)退行性疾病的進展而下降。

線粒體耗竭和蛋白質積累的研究結果

現(xiàn)在，研究小組發(fā)現(xiàn)，軸突中線粒體的消耗與蛋白質的積累有直接關系。他們使用基因改造來抑制milton的產(chǎn)生，milton是沿軸突運輸線粒體的關鍵蛋白質。

研究發(fā)現(xiàn)，這導致果蠅神經(jīng)元中蛋白質水平的異常積累，這是自噬(細胞中蛋白質的再循環(huán))破壞的結果。

通過蛋白質組學分析，他們能夠鑒定出eIF2β的顯著上調，eIF2β是eIF2蛋白復合物的一個關鍵亞基，負責蛋白質產(chǎn)生(或翻譯)的起始。eIF2α亞基也被發(fā)現(xiàn)進行了化學修飾。這兩個問題都阻礙了eIF2的健康作用。

神經(jīng)退行性疾病治療的意義

重要的是，通過人為抑制eIF2β的水平，研究小組發(fā)現(xiàn)他們可以恢復失去的自噬，并重新獲得由于軸突線粒體丟失而受損的一些神經(jīng)元功能。這不僅表明軸突線粒體的消耗可以導致異常的蛋白質積累，而且還通過上調eIF2β發(fā)生。

隨著人口老齡化和神經(jīng)退行性疾病的患病率不斷增加，研究小組的發(fā)現(xiàn)為開發(fā)對抗這些嚴重疾病的療法邁出了重要一步。

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