在亨廷顿病细胞中发现的涉及高尔基体的信号通路

约翰霍普金斯大学的研究人员通过实验室培养的细胞，发现了一种生化途径，这种途径允许细胞内的一种叫做高尔基体的结构对抗自由基和氧化剂引起的压力。研究小组表明，这种途径可以被一种叫做莫能菌素的药物激活，这种药物通常用作动物饲料中的抗生素。

他们说，这些发现可以帮助科学家开发新的方法来保护细胞免受这种类型的氧化压力与亨廷顿舞蹈症有关

该途径的细节，涉及一系列蛋白质的反应，报道在1月9日的美国国家科学院院刊．

“通常情况下，氧化应激升高对细胞不利，因为它会损害细胞的自然保护反应，”Bindu Paul说，他是医学硕士，博士，也是约翰霍普金斯大学医学院所罗门h斯奈德神经科学系的神经科学讲师。“我们证明，我们可以用类似于接种疫苗的方法增强保护细胞的途径。约翰·霍普金斯大学医学院所罗门·h·斯奈德神经科学系博士后胡安·斯博迪奥博士说:“通过给予较低、较弱的压力源剂量，你可以增强细胞的反应，这样它就能在以后对真正的威胁做出强有力的反应。”

高尔基体以其作为细胞运输和分拣中心的角色而闻名，它将蛋白质运送到适当的位置。然而，这种带状结构也是对细胞压力的第一反应者之一，它通过产生半胱氨酸来帮助保护细胞，半胱氨酸是构成我们身体的蛋白质的基本组成部分，包括身体的天然抗氧化剂谷胱甘肽。

当一个细胞暴露于半胱氨酸剥夺和氧化应激时，细胞发出警报，产生更多的半胱氨酸，产生谷胱甘肽，对抗氧化应激通过结合和中和氧化剂。研究人员知道当高尔基体暴露于莫能菌素来诱导高尔基应力，并想进一步探索这种反应。

为了更好地理解这种药物的作用，科学家们将细胞浸泡在低剂量的莫能菌素中，这种药物在高剂量时，已知会使高尔基体分裂。研究人员发现，在治疗后，与未治疗的细胞相比，细胞内的蛋白质PERK、ATF4和胱胱硫氨酸裂解酶(CSE)——被激活以产生半胱氨酸的蛋白质——出现了升高的水平。之前的研究已经将CSE含量低与亨廷顿舞蹈病联系起来。正因为如此，研究人员认为患有亨廷顿舞蹈症的神经元无法抵御危险自由基或氧化剂，并有因压力而死亡的风险。

研究人员想要找到是否有一种方法可以增加受影响细胞的半胱氨酸产量来保护它们。研究人员在实验室培养的模拟人类亨廷顿舞蹈症的小鼠细胞的营养浴中注入了小剂量的莫能菌素和耗尽的半胱氨酸。

研究小组报告说，在实验期间，接受莫能菌素处理的细胞正常生长了7-9天，而未接受莫能菌素处理的细胞则枯萎了。

“我们认为莫能菌素治疗建立了细胞的CSE和半胱氨酸储备，保护了细胞对抗低半胱氨酸水平，”保罗说。

研究人员还发现应激反应途径同时也启动了另一种产生硫化氢的途径，硫化氢是一种气体，也是许多重要细胞过程的关键调节器。

在未来，研究人员希望进一步研究该途径在整体细胞健康中的作用。