来自东京都立大学(Tokyo Metropolitan University)的研究人员发现了一种新的机制,通过这种机制,大脑中的tau蛋白团块会杀死脑细胞,从而导致阿尔茨海默病。

美国科学促进会旗下《EurekAlert 》网站10月24日消息

一种叫做MARK4的酶的特殊突变改变了tau蛋白的性质,使其更容易聚集,也更不容易溶解。tau蛋白通常是细胞骨架结构的重要组成部分。掌握这样的机制可能会导致突破性的治疗。

阿尔茨海默病是一种改变生活、使人衰弱的疾病,影响着全世界数千万人。根据世界卫生组织(World Health Organization)的数据,它是导致老年痴呆的最常见原因,如果不加以控制,世界范围内的数字预计将每20年翻一番。

阿尔茨海默病据说是由脑细胞中一种叫做tau蛋白的缠结团块堆积而引起的。这些黏性聚集物导致神经元死亡,导致记忆和运动功能受损。目前尚不清楚tau蛋白如何以及为什么在阿尔茨海默病患者的脑细胞中积聚。了解这种不必要的结块背后的原因和机制,将为新的治疗方法和预防疾病的方法开辟道路。

突变体MARK4产生了一种tau蛋白,这种蛋白很容易在脑细胞中积累,导致神经元死亡

由东京都立大学副教授Kanae Ando领导的研究小组一直在探索微管亲和调控激酶4(Microtubule Affinity Regulating Kinase 4,MARK4)酶在阿尔茨海默病中的作用。当一切正常运行时,tau蛋白是细胞结构或细胞骨架的重要组成部分。为了保持细胞骨架的臂状结构或微管不断地生成和分解,MARK4实际上帮助tau蛋白从这个结构的臂状结构中分离出来。

当提供制造MARK4蓝图的基因发生突变时,问题就开始了。之前的研究已经将此与阿尔茨海默病的风险增加联系起来,但不知道为什么会这样。该团队人为地将突变引入转基因果蝇体内,使其也产生人类tau蛋白,并研究这些蛋白在体内的变化。他们发现,这种突变的MARK4改变了tau蛋白,形成了一种病理形式的tau蛋白。这种“坏的”tau蛋白不仅含有过多的化学基团,导致其错误折叠,而且他们发现这种蛋白更容易聚合,并且不再在清洗液中溶解。这使得tau蛋白更容易形成导致神经元退化的缠结团块。

MARK4还被发现可引起一系列其他疾病,这些疾病涉及到其他蛋白质的聚集和积累。这就是为什么该团队对tau蛋白积累的洞察可能会为更广泛的神经退行性疾病带来新的治疗和预防措施。

研究于10月5日发表在《Journal of Biological Chemistry》(最新影响因子:4．106)上

参考文献

Source:Tokyo Metropolitan University

Cause of Alzheimer's disease traced to mutation in common enzyme

Reference:

Oba T, Saito T, Asada A, Shimizu S, Iijima KM, Ando K． Microtubule Affinity Regulating Kinase 4 with an Alzheimer's disease-related mutation promotes tau accumulation and exacerbates neurodegeneration． J Biol Chem． 2020 Oct 5:jbc．RA120．014420． doi: 10．1074/jbc．RA120．014420． Epub ahead of print． PMID: 33020179．

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