آخرین مطالب

کشف چگونگی مرگ سلول های مغز در بیماری های پریون را روشن می کند


کشف تحقیقات اسکریپس چگونگی مرگ سلول های مغز در بیماری های پریون را روشن می کند

نورون های رشد یافته در فرهنگ بیان کننده پروتئین پریون جهش یافته (سیان) که باعث بیماری پریون در انسان می شود. این نورون ها آکسون های متورم شده ای را نشان می دهند که حاوی توده های پروتئین پریون جهش یافته سمی هستند. Chassefeyre و همکاران. ژن‌هایی را شناسایی کرد که تشکیل این توده‌ها را تشکیل می‌دهند و نشان دادند که کاهش عملکرد آن‌ها می‌تواند از تشکیل تجمعات جلوگیری کرده و از اختلال عملکرد عصبی جلوگیری کند. اعتبار: آدریان ورهل و یین وو (تحقیق اسکریپس)

بیماری‌های پریون، مانند بیماری کروتزفلد-جاکوب (CJD)، سندرم‌های زوال عقل کشنده و متحرکی هستند که با تشکیل توده‌های پروتئین پریون، PrP مرتبط هستند. چگونگی تشکیل این توده‌ها در داخل و کشتن سلول‌های مغز هرگز به طور کامل شناخته نشده است، اما مطالعه جدید دانشمندان در Scripps Research نشان می‌دهد که این توده‌ها نورون‌ها را با آسیب رساندن به آکسون‌ها، رشته‌های عصبی باریکی که از طریق آن سیگنال‌ها را به نورون‌های دیگر ارسال می‌کنند، می‌کشند.

تجمع توده های پروتئینی در آکسون ها، همراه با تورم آکسون و سایر علائم اختلال عملکرد، همچنین از ویژگی های اولیه سایر اختلالات عصبی از جمله بیماری های آلزایمر و پارکینسون هستند. کشف چگونگی تشکیل این توده های پریون در آکسون ها و نحوه مهار آنها، گزارش شده است پیشرفت علم، ممکن است در نهایت اهمیتی داشته باشد که بسیار فراتر از بیماری های پریون است.

ساندرا انکالادا، نویسنده ارشد این مطالعه، Ph.D.، Arlene و Arnold Goldstein دانشیار در این زمینه می گوید: “ما امیدواریم که این یافته ها منجر به درک بهتر پریون و سایر بیماری های عصبی و همچنین راهبردهای جدید برای درمان آنها شود.” گروه پزشکی مولکولی در تحقیقات اسکریپس.

محققان در مطالعه خود از نزدیک نسخه‌های جهش‌یافته و بیماری‌زای پروتئین پریون بیماری PrP را مشاهده کردند که توده‌های بزرگی را در آکسون‌های نورون‌ها تشکیل می‌داد، اما در بدنه سلولی اصلی نورون‌ها نه. تشکیل این توده ها با علائمی از اختلال عملکرد آکسون و در نهایت مرگ نورونی همراه بود. دانشمندان به شواهدی دست یافتند که نشان می‌دهد فرآیندهای دفع زباله نورون‌ها معمولاً زمانی که در داخل یا نزدیک بدن سلول‌های اصلی نورون‌ها قرار دارند می‌توانند با چنین تجمعاتی کنار بیایند، اما زمانی که این توده‌ها در آکسون‌ها تجمع می‌کنند، بسیار کمتر می‌توانند این کار را انجام دهند.

محققان همچنین مجموعه ای از پروتئین های کلیدی را به عنوان مسئول هدایت PrP به آکسون ها و ایجاد تجمع مرتبط با تورم های بزرگ آکسون شناسایی کردند. آنها نشان دادند که با خاموش کردن هر یک از این پروتئین ها می توانند از تشکیل توده ها جلوگیری کنند و نورون ها را از آسیب و مرگ محافظت کنند.

آکسون های آسیب پذیر

CJD شایع ترین بیماری پریون انسانی است که با نرخ حدود یک مورد در هر میلیون نفر در سال در سراسر جهان رخ می دهد. تصور می‌شود که اکثر موارد زمانی که PrP به نحوی در مغز تغییر می‌کند و شروع به تجمع می‌کند، خود به خود ایجاد می‌شوند. از آنجایی که این توده‌ها با فرآیند واکنش زنجیره‌ای رشد می‌کنند که نسخه‌های سالم PrP را جذب می‌کند، می‌توانند CJD را در موارد نادری (مثلاً در طی جراحی پیوند قرنیه) از فردی به فرد دیگر منتقل کنند. حدود 15 درصد موارد ارثی هستند که ناشی از جهش هایی است که احتمال تجمع PrP را افزایش می دهد. اختلالات پریون در سایر پستانداران رخ می دهد و تصور می شود که به دلیل تجمعات سمی مشابه پروتئین های PrP گونه های مختلف باشد.

در این مطالعه، تیم Encalada از سلول‌های مغز موش حاوی PrP جهش یافته، همراه با تکنیک‌های تصویربرداری میکروسکوپی برای مطالعه تجمع اولیه تجمعات PrP در آکسون‌ها استفاده کردند. آکسون یک نورون اغلب در رابطه با بدن اصلی آن – سوما – بسیار طولانی است و مشخص شده است که به طور منحصر به فردی در برابر اختلال در سیستم های ظریف آن برای انتقال مولکول های ضروری و خلاص شدن از شر مواد زائد آسیب پذیر است.

عملکرد معمولی PrP در نورون‌ها هرگز مشخص نبوده است، اما به نظر می‌رسد که پروتئین به طور معمول از طریق ظروف کیسه‌مانند به نام وزیکول‌ها از سوما و آکسون ترشح می‌شود، جایی که گاهی اوقات برای بازیافت یا تجزیه به عنوان زباله برمی‌گردد. محققان در آزمایش‌های خود دریافتند که PrP جهش‌یافته تولید شده در سوما نیز تا حد زیادی در وزیکول‌هایی محصور می‌شود که در امتداد راه‌آهن به نام میکروتوبول به آکسون منتقل می‌شوند.

این حرکت شامل یک سیستم تا حدودی پیچیده قاچاق وزیکول است، و محققان مشاهده کردند که این سیستم بیشتر PrP را به آکسون‌ها منتقل می‌کند، جایی که وزیکول‌های حاوی PrP جمع شده و ادغام می‌شوند. PrP جهش یافته در این شرایط، توده های بزرگی را تشکیل می دهد – Encalada آنها را اندوگرزوم می نامد – که آکسون ها نمی توانند از شر آنها خلاص شوند. توده ها منجر به تورم آکسونی و سایر علائم اختلال عملکرد از جمله کاهش سیگنال دهی کلسیم عصبی و در نهایت نرخ مرگ و میر عصبی بسیار سریعتر در مقایسه با نورون های دارای PrP طبیعی می شود.

محققان همچنین راهی برای مقابله با تشکیل اندوگرزوم ها پیدا کردند. آنها چهار پروتئین Arl8، kinesin-1، Vps41 و SKIP را شناسایی کردند که مسئول هدایت وزیکول‌های حاوی PrP به آکسون‌ها، انتقال آنها به داخل سوما و ادغام آن‌ها با سایر وزیکول‌های حاوی PrP برای ایجاد تجمع هستند. هنگامی که آنها هر یک از این پروتئین ها را خاموش کردند، وزیکول های حاوی PrP بسیار کمتری وارد آکسون ها شدند، آکسون ها نشانه های کمی از تجمع را نشان دادند یا هیچ نشانه ای از تجمع نشان ندادند، و نورون ها به طور طبیعی یا تقریباً نرمال عمل کردند و به خوبی سلول های مغزی طبیعی زنده ماندند.

نتایج به این احتمال وسوسه انگیز اشاره می کند که بیماری های پریون و شاید بسیاری دیگر از بیماری های مغزی حاوی پروتئین را می توان با قطع حداقل موقتی فرآیند قاچاق که پروتئین های مستعد تجمع پروتئین های محصور شده در وزیکول را به آکسون ها می آورد، پیشگیری یا درمان کرد.

انکالادا می‌گوید: «ما مشتاق کشف مولکول‌هایی هستیم که می‌توانند این مسیر تشکیل تجمع را مهار کنند و اثرات چنین مهارکننده‌هایی را در مدل‌های حیوانی پریون و سایر بیماری‌های عصبی تخریب کنند.»

“مرتب‌سازی اندوزومی باعث تشکیل اندوگرزوم‌های پروتئینی آکسونال پریون می‌شود” توسط رومن شاسفایر، تای چایماریت، آدریان ورهل، ​​آندره لیتائو و ساندرا انکالادا، همگی از پژوهشگران اسکریپس، تالیف شد. و سامی وایزر نواک، لئوناردو آندراده و اوری مانور، از موسسه مطالعات بیولوژیکی سالک.


عفونت های ویروسی می توانند تخریب عصبی را افزایش دهند


اطلاعات بیشتر:
Romain Chassefeyre و همکاران، مرتب سازی اندوزومی باعث تشکیل اندوگرزوم های پروتئین پریون آکسون می شود. پیشرفت علم (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg3693. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abg3693

ارائه شده توسط موسسه تحقیقاتی اسکریپس

نقل قول: کشف چگونگی مرگ سلول های مغز در بیماری های پریون را روشن می کند (2021، 22 دسامبر) بازیابی شده در 22 دسامبر 2021 از https://medicalxpress.com/news/2021-12-discovery-illuminates-brain-cells-die.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به غیر از هرگونه معامله منصفانه به منظور مطالعه یا تحقیق خصوصی، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تکثیر نیست. محتوای مذکور فقط به هدف اطلاع رسانی ایجاد شده است.