科學(xué)家確定了將創(chuàng)傷性腦損傷與神經(jīng)退行性疾病聯(lián)系起來的機(jī)制

根據(jù)今天發(fā)表在eLife上的一項針對果蠅、大鼠和人類腦組織的研究，科學(xué)家們揭示了創(chuàng)傷性腦損傷如何導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病的潛在機(jī)制。

結(jié)果可能有助于開發(fā)阻止腦損傷后細(xì)胞損傷進(jìn)展的治療方法，否則會導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如肌萎縮側(cè)索硬化 (ALS)、阿爾茨海默病和帕金森病。

反復(fù)的頭部外傷與稱為慢性創(chuàng)傷性腦病 (CTE) 的進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病有關(guān)。來自 CTE 患者的死后組織顯示出一種稱為 TDP-43 的分子的功能失調(diào)水平，該分子也在 ALS、阿爾茨海默病和額顳葉癡呆中發(fā)現(xiàn)。

“雖然 TDP-43 是神經(jīng)退行性疾病的已知指標(biāo)，但尚不清楚反復(fù)創(chuàng)傷如何促進(jìn) TDP-43 在大腦中的積聚，”第一作者、該大學(xué)兒科系博士后研究員 Eric Anderson 解釋說。匹茲堡，賓夕法尼亞州，美國。“我們已經(jīng)證明果蠅的重復(fù)性腦外傷會導(dǎo)致 TDP-43 的積累。在這項研究中，我們測量了果蠅腦損傷后蛋白質(zhì)的變化，以確定導(dǎo)致這種情況的分子途徑。”

通過對 2,000 種蛋白質(zhì)的分析，該團(tuán)隊確定了 361 種在受傷時發(fā)生顯著變化。這些包括參與核質(zhì)運輸?shù)暮丝讖?fù)合物 (NPC) 的成分 - 重要貨物在細(xì)胞核和細(xì)胞其他部分之間穿梭。

他們發(fā)現(xiàn)，在幼蟲和成年果蠅受傷后，構(gòu)成 NPC 的一個稱為核孔蛋白 (Nups) 的分子家族都增加了。當(dāng)他們觀察果蠅神經(jīng)索細(xì)胞核邊緣周圍 Nup 的分布模式時，他們發(fā)現(xiàn)腦外傷后它發(fā)生了變化：核膜中有間隙和 Nup 團(tuán)塊。他們還發(fā)現(xiàn)了一種關(guān)鍵酶的變化，該酶參與了受傷大腦中分子進(jìn)出細(xì)胞核的運輸。結(jié)果，熒光標(biāo)記的貨物進(jìn)出細(xì)胞核的運輸受到損害。

確定腦損傷會損害細(xì)胞核與細(xì)胞其他部分之間的運輸機(jī)制后，該團(tuán)隊研究了 Nups 的積累是否會導(dǎo)致神經(jīng)退行性疾病中所見的 TDP-43 的聚集。他們創(chuàng)造了產(chǎn)生過量 Nup 蛋白的果蠅，然后為果蠅版本的 TDP-43(稱為 Tbph)染色腦細(xì)胞。他們發(fā)現(xiàn)，與正常大腦相比，Nup 過多的大腦中 Tbph 沉積物的數(shù)量顯著增加。此外，這些高水平的 Nup 對蒼蠅也有毒，導(dǎo)致運動功能下降并減少它們在特定時間范圍內(nèi)攀爬的距離。當(dāng)受傷后細(xì)胞中 Nup 的水平降低時，這提高了果蠅的攀爬能力和壽命，為探索新療法開辟了一條途徑。

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