來自中南大學湘雅醫學院、美國Cleveland診所的研究人員在新研究中證實,升高神經元中的reticulon 3的表達可導致β-分泌酶BACE1軸突輸送減少。這一研究發現發表在9月4日的《生物化學雜志》(JBC)上。
中南大學湘雅醫學院醫學遺傳學國家重點實驗室主任張灼華(Zhuohua Zhang)和Cleveland診所的嚴奇強(Riqiang Yan)博士為這篇論文的共同通訊作者。張灼華教授主要從事中樞神經系統的分子與細胞生物學、神經退行性疾病的基因功能研究,曾在Cell、Nature、Nature CellBiology等雜志上發表30多篇學術論文。
阿爾茨海默氏癥(AD)是一種中樞神經系統退行性疾病,是造成老年癡呆的zui主要病因之一。患者臨床表現為認知功能障礙、記憶力衰退、人格異常等。AD的主要病理學特征為病人大腦內形成致密淀粉樣蛋白斑塊,以及過度磷酸化微管相關蛋白tau導致的神經纖維絲纏結,同時會伴有神經元丟失和功能異常。阿爾茨海默氏癥患者患病周期可長達數十年。目前并無有效的治愈手段。
隨著我國人口的老齡化加劇,研究這類疾病的機理并找出相應的治療手段是科學家一直努力的方向。
當前對于阿爾茨海默氏癥的基本病因仍未獲得*的了解,但大量的數據證實它與β-淀粉樣蛋白(Aβ)的生成和累積導致對神經細胞的毒性損害有關。β-淀粉樣蛋白是通過幾種酶的活性而形成,其中一種稱作淀粉蛋白前體β位分解酶1(BACE1)的酶分解淀粉前體前體蛋白(APP)而導致了β-淀粉樣蛋白產生。大部分的阿爾茨海默氏癥患者均有BACE1水平增高,轉而導致了更多
的腦損害β-淀粉樣蛋白。
由于APP主要是由神經元表達,而Aβ斑塊聚集在大腦中與軸索末端釋放Aβ高度相關。在這篇文章中,研究人員調查了BACE1的定位。研究人員發現BACE1不僅富集于晚高爾基體(late Golgi)、反面高爾基網絡(trans Golgi network,TGN)和早期胞內體中,還存在于軸突和樹突中。
BACE1與突觸前囊泡標記物突觸囊泡蛋白(synaptophysin)共定位,表明BACE1存在于突觸之中。由于突觸過度釋放Aβ導致淀粉樣蛋白沉積物增多,研究人員進一步探討了突觸中的BACE1是否受到reticulon 3 (RTN3)的調控。在以往的研究中RTN3被確定為是BACE1的一個負調控因子。他們發現,RTN3不僅定位于內質網(ER)還定位在檢測不到ER形成蛋白的神經炎性區域,表明RTN3
在神經元中還發揮了其他的功能。
研究人員證實,在培養神經元中共表達RTN3和BACE1會減少BACE1與突觸囊泡蛋白共定位,這一效應與軸突中的BACE1響應RTN3過表達而減少順向轉運有關。
新研究結果表明RTN3水平改變可以影響BACE1的軸突運輸,并證實抑制BACE1的軸突運輸是減少軸索末端BACE1及淀粉樣蛋白沉積物一種可行的策略。
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