通往帕金森氏症的途径发生了惊人的变化

通往帕金森氏症的途径发生了惊人的变化
衰老的多巴胺神经元(红色)触发局部炎症,并受到大脑免疫细胞小胶质细胞(绿色)的攻击。资料来源:洛克菲勒大学分子与细胞神经科学实验室

在帕金森病等神经退行性疾病中,一组特定的神经元开始一个接一个地死亡,导致运动问题和其他症状。科学家们长期以来一直致力于找出这些神经元死亡的原因。现在看来,他们可能还没死。

洛克菲勒大学的研究人员发现,帕金森病中受影响的神经元可以在不完全死亡的情况下关闭。研究小组发现,这些不死的神经元释放的化学物质也会关闭它们原本健康的邻居,导致帕金森患者出现口吃和停顿的症状。

该研究结果于10月发表于细胞干细胞的研究表明,未来旨在阻止这种细胞失活过程的药物可能有助于预防这种疾病或减缓其进展。

衰老的迹象

不死的其实很常见。它们遍布全身。这是正常程序的一部分,叫做当细胞意识到它们在分裂过程中遭受了DNA损伤时,它们可能会关闭。这有助于防止受损细胞不受控制地生长,从而导致癌症等问题。

然而,衰老在大脑的神经细胞中并不常见。与身体中的其他细胞不同,神经元一旦完全形成就停止分裂。但研究人员意外地发现,神经元通过产生化学信使多巴胺来调节动机、记忆和运动,但它也会衰老。“这是一个新颖的发现,”该论文的主要作者马库斯·里斯兰(Markus Riessland)说。“这让我们很兴奋。”

由已故的保罗·格林加德(Paul Greengard)领导的研究人员开始研究一种与帕金森氏症相关的蛋白质SATB1在产生多巴胺的神经元中的确切功能,这种蛋白质的活性在帕金森氏症中会降低。

格林加德的实验室与纪念斯隆凯特林的研究人员合作,在培养皿中将人类干细胞培养成多巴胺神经元。在一些神经元中,他们抑制了SATB1基因。

研究小组发现,缺乏SATB1的神经元释放的化学物质会引起炎症,最终导致周围神经元衰老。他们还表现出其他异常,包括线粒体受损和细胞核增大。在SATB1完整的多巴胺神经元中没有出现这些中断,在另一组缺乏SATB1的非多巴胺神经元中也没有出现这些中断,这意味着衰老通路是多巴胺神经元特有的。

研究小组随后调查了降低SATB1后导致这些影响的一连串事件。他们发现SATB1通常会抑制产生p21的基因,p21是一种已知能促进衰老的蛋白质。换句话说,SATB1似乎可以保护多巴胺神经元免于衰老。

当研究人员减少小鼠中脑中的SATB1时,他们发现了相同的衰老迹象,包括线粒体受损和p21水平高。帕金森氏症患者的脑组织也显示p21升高,进一步证实了实验室结果。

从僵尸到牙仙子

这项工作可能解释了帕金森症的一个谜团:为什么多巴胺水平在发病前就下降了在中脑实际上死亡。里斯兰说:“即使它们还在那里,它们也失去了神经元的功能。”“人们称这些衰老细胞为僵尸细胞,因为它们基本上是不死的,而且它们死亡般的外观正在扩散。”

衰老细胞分泌的化学物质会引起局部炎症。里斯兰说,这些细胞“停止细胞周期,开始分泌炎症因子,向免疫系统发出信号,‘来吃我吧’。”“这可能真的是一种新颖的解释,可以解释为什么你在帕金森病中看到某些炎症标志物。”

里斯兰说,这项工作为治疗开辟了新的途径。有几种被称为senolytics的药物可以去除衰老细胞,研究人员认为这类药物可能有助于帕金森患者。另一种可能的途径是开发专门针对SATB1或p21的新药。

里斯兰指出,这是格林加德4月份去世前撰写的最后一篇论文。“他对这项工作很兴奋,”里斯兰说。“他在开玩笑,‘哦,你现在说的是牙仙子,对吧?因为他真的很惊讶衰老会发生在."


进一步探索

脑细胞转化为帕金森患者带来了希望

更多信息:Markus Riessland等,SATB1缺失诱导有丝分裂后多巴胺能神经元p21依赖性细胞衰老,细胞干细胞(2019)。DOI: 10.1016 / j.stem.2019.08.013
期刊信息: 细胞干细胞

所提供的洛克菲勒大学
引用:帕金森氏症的路径发生了令人惊讶的转折(2019,11月11日),检索自2022年9月1日//www.puressens.com/news/2019-11-pathway-parkinson.html
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