改善大脑垃圾处理能力可能会减缓老年痴呆症和其他神经退行性疾病

哥伦比亚大学医学中心(CUMC)神经科学家的一项新研究发现，一种增强大脑“垃圾处理”系统活动的药物可以降低与阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病相关的有毒蛋白质水平，并改善小鼠的认知能力。这项研究今天发表在《科学》杂志的网络版上自然医学。

“我们首次展示了使用药物激活神经元中的这个处理系统并有效减缓疾病的可能性，”研究负责人Karen E. Duff博士说，CUMC和纽约州精神病学研究所的病理学和细胞生物学教授(从事精神病学和陶博阿尔茨海默病和衰老大脑研究)。“这有可能为阿尔茨海默氏症和许多其他神经退行性疾病的治疗开辟新的途径。”使用的药物是罗利普兰，它会引起恶心，因此不适用于人类，但类似的药物不会产生恶心的副作用，而且可以很快进入临床试验，

为了保持健康，脑细胞必须不断清除旧的、磨损的或损坏的蛋白质，这一任务是由一个叫做蛋白酶体的小分子柱完成的。蛋白酶体扮演着垃圾处理的角色，将旧的蛋白质碾碎，这样它们就可以被循环利用，形成新的蛋白质。在神经退行性疾病中，被标记为破坏的蛋白质在大脑神经元中积累，这表明细胞的蛋白酶体受损。

利用老鼠的神经退行性变模型，研究人员首先发现了tau蛋白——一种在阿尔茨海默氏症和其他脑退行性疾病中积累的有毒蛋白质——粘附在蛋白酶体上，减缓了蛋白质的处理过程。

给药罗利普兰激活了蛋白酶体，使蛋白质处理恢复到正常水平。该药物还改善了患病老鼠的记忆力，达到了健康老鼠的水平。

Rolipram之前已经在老鼠身上进行过测试，并被证明能改善记忆，但其机制如何发生尚不清楚。新的研究表明，通过抑制PDE-4酶，罗利普兰在蛋白酶体中产生物理变化，增加其活性。

“我们仍然不知道激活发生的确切位置，但新的是我们可以修改蛋白酶体来增加它的活性。还有很多其他的方法可以做到这一点，”该研究的第一作者Natura Myeku博士说，他是CUMC病理和细胞生物学的副研究科学家。

以这种方式靶向蛋白酶体的药物可以治疗任何由异常蛋白质积累引起的疾病，包括阿尔茨海默氏症、亨廷顿氏症、帕金森氏症和额颞叶痴呆。

“理论上，加速这些细胞处理机制的治疗只能降解异常蛋白质。我们不需要知道这种蛋白质的有毒形式是什么，”达夫博士说。“在阿尔茨海默病中，至少有四种不同的类型:淀粉样蛋白、tau蛋白、α -synuclein和TDP43。一个功能良好的蛋白酶体可以立刻清除所有东西。”

“这激动人心的达夫博士的研究小组的研究进展的基本理解蛋白酶体系统,提供了一种方法来修复系统时休息,缓解神经退行性疾病的症状,”罗德Corriveau说博士项目负责人在美国国立卫生研究院的国家神经疾病和中风研究所为这项研究提供了资金。

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