酶SSH1破坏了积累的细胞垃圾的处理,导致脑细胞死亡

酶SSH1破坏了积累的细胞垃圾的处理,导致脑细胞死亡
南佛罗里达健康大学(USF Health)伯德老年痴呆症中心的分子医学教授David Kang博士领导的研究小组在早期发现了一种被称为自噬的动态细胞废物清除过程中的缺陷。资料来源:USF Health

在健康的大脑中,称为自噬的多体废物清关过程常规地除去并降解受损的细胞成分 - 包括畸形蛋白质,如Tau和有毒线粒体。否则这种细胞碎片将像未经摄影的垃圾一样堆积起来,以驱动脑细胞(神经元)的死亡,最终摧毁类似思维,记忆和推理的认知能力,阿尔茨海默氏症和某些其他神经变性疾病的患者。

蛋白质P62是一种选择性自噬发生物受体,在清除错误的Tau蛋白和功能障碍线粒体中发挥了重要作用,该蛋白质线粒体在包括神经元的所有细胞中的能量推动力。通过自噬(意思是希腊语中的“自吃”)最终在溶酶体中消化和再循环,膜结合结构,如迷你废物管理植物。

现在,南佛罗里达大学的神经学家健康(普遍服务基金健康)伯德阿尔茨海默病中心报告第一次,蛋白磷酸酶Slingshot-1,简称SSH1,扰乱了p62的函数作为一个有效的“垃圾收集器”能力,从而会损害线粒体受损τ和泄漏的处置毒素。在一个,研究人员表明,SSH1对Halting P62介导的TAU的保护性的影响与SSH1在激活辛脲的作用中分离,这是一种在恶化的TAU病理中起到重要作用的酶。

他们的研究结果发表在10月12日自噬

“弹弓-1是调节tau蛋白和神经毒性线粒体水平的重要角色,所以理解当它们在大脑中积累时到底出了什么问题是很重要的,”该论文的资深作者、USF健康Morsani医学院的分子医学教授David Kang博士说。他是弗莱明阿尔茨海默病基金会主席,并担任伯德阿尔茨海默病中心基础研究主任。“这项研究对p62通路产生的缺陷提供了更多的见解,这将帮助我们开发SSH1抑制剂(药物)来阻止或减缓阿尔茨海默病和相关的神经退行性疾病。”

在他们的研究开始时,康博士的团队,包括第一作者和博士生方岑晓(Catherine Fang),医学博士,已经知道,在清除不良线粒体的情况下(称为线粒体吞噬),酶TBK1会短暂地将磷酸盐添加到p62。磷酸被专门添加在氨基酸403 (SER403)的位置,激活p62。然而,还没有科学家发现什么酶可以从p62中去除磷酸盐,即去磷酸化。

需要严格控制的磷酸化来平衡p62激活,这是启动货物受体识别和收集被泛素标记为“垃圾”的细胞废物的能力的早期关键步骤。简单地说,当自噬作用良好时,泛素化tau蛋白和泛素化线粒体被选择性地靶向收集,然后被自噬体(这一动态过程中的垃圾车)破坏和回收。但是,垃圾收集器p62不会接触细胞的健康(未标记)蛋白质和细胞器。

在一系列基因失活和过度表达实验中使用人体细胞系,原代神经元和跨部门病的小鼠模型,康的团队博士发现SSH1,专门用于SER403,作为第一酶去除P62的磷酸盐,导致P62停用。

“当某些东西超出平衡时,例如由阿尔茨海默氏菌素相关的蛋白Aβ过度激活,然后SSH1开始去除垃圾收集器P62的磷酸盐,基本上转移消息”停止,不做你的工作。'这导致了像损坏的积累一样的不良后果康博士说,有毒线粒体。

“如果我们可以通过抑制过度活跃的Slingshot-1抑制剂,使磷酸化调节恢复平衡,我们就可以增加p62清除有毒垃圾的正常活动。”

这种最新的研究在先前的USF健康研究中,表明,通过SSH1发生的Aβ-活化的Cofilin基本上踢出Tau,从而为神经元提供结构支持,从而提高Tau缠结在染色神经细胞内部的积聚。在位移过程中,Cofilin被传送到线粒体,并且随之而来的能量产生的线粒体损坏。跟进侧枝胶蛋白触发的伤害,康博士的团队预计会发现普遍的含有水噬细胞去除病态线粒体。

“我们得到了完全相同的结果,这意味着还有另一个机制影响弹弓-1如何受到监管康博士说,“结果证明,它包含了p62的关键自噬机制。”

研究人员还表明,两个主要和完全单独的信号传导途径与TAU病理到P62和另一种用于Cofilin的分别的信号通路 - 由相同的酶SSH1调节。

“除了SSH1-cofilin激活途径促进tau蛋白从微管迁移之外,这项研究强调了发散性SSH1-p62抑制途径在损害错误折叠tau蛋白的自噬清除方面的作用,”研究作者报告说。


进一步探索

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更多信息: 自噬(2020)。DOI: 10.1080 / 15548627.2020.1816663
引文:酶SSH1损害累积蜂窝垃圾的处置,导致脑细胞死亡(2020年10月12日)从HTTPS://medicalXpress.com/news/2020-10-酶-ssh1 -disposal- ackumation-disposal-disposal-cisposal-cisposal-disposal-dispaive〗患上脑细胞垃圾(2020年10月12日)。HTML.
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