蛋白质(蓝色)的艺术化呈现,其生成与降解过程通过时钟意象象征。中心结构为质谱仪的一部分,用于检测特定蛋白质
一项关于细胞更新机制的研究揭示了阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的发生。
哥廷根大学医学中心
3月21日
在哥廷根大学医学中心(University Medical Center Göttingen,UMG)参与的一项国际研究合作中,研究人员绘制了迄今为止最完整的图谱,揭示了不同蛋白质在人体多种组织中的存续时间。他们成功识别出一种能够增强蛋白质稳定性的机制,而这种机制会促进阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的发生。相关研究成果已发表于《细胞》(Cell)杂志上。
研究于2025年3月20日发表在《Cell》(最新影响因子:45.5)杂志上
蛋白质是确保人类细胞正常运作和存活的关键。它们在细胞中形成并执行特定功能,一旦任务完成,便会被分解。若这一过程受阻,可能引发帕金森病或阿尔茨海默病等疾病。
这两种疾病均以脑内神经细胞的损伤为特征,因此被称为神经退行性疾病。帕金森病会导致运动障碍,如震颤、动作迟缓、平衡问题及肌肉僵硬,而阿尔茨海默病则主要表现为记忆力逐渐减退和感知障碍等问题。
在这两种情况下,病因均为老旧或受损的蛋白质未被正确分解,在细胞内堆积并形成团块。这些蛋白质团块(亦称聚集体)无法被人体进一步分解,导致神经细胞逐渐受损。
在哥廷根大学医学中心(UMG)参与的一项国际研究中,UMG 神经与感觉生理学系的课题组长 Eugenio F. Fornasiero 博士与美国耶鲁大学(Yale University)及圣裘德儿童研究医院(St. Jude Children's Research Hospital)的同事合作,绘制了迄今为止最完整的图谱,揭示了不同蛋白质在人体多种组织中的存续时间。
"这套庞大的数据集如同一张蓝图,帮助我们理解不同器官如何管理其蛋白质," 该研究通讯作者之一 Fornasiero 博士解释道,"例如,我们能够观察到哪些蛋白质在脑内快速周转,哪些蛋白质存留时间更长,这为我们提供了关于其稳定性及其在神经退行性疾病中作用的线索。"
研究人员发现,一种控制蛋白质"开启"与"关闭"的机制同样影响蛋白质的稳定性:即蛋白质磷酸化。在此过程中,磷酸基团被转移到蛋白质上,导致相应蛋白质被激活("开启")。移除磷酸基团则使蛋白质失活("关闭")。
以患阿尔茨海默病的小鼠脑组织为例,科学家能够证明,与疾病发展相关的 tau 蛋白在特定区域磷酸化程度不断加深。这增强了 tau 蛋白的稳定性并延长其寿命,进而促进蛋白质团块的形成和神经细胞的死亡。
Fornasiero 表示:"理解磷酸化如何影响蛋白质的稳定性与周转,可能有助于开发治疗帕金森病和阿尔茨海默病的新策略。例如,通过阻止或逆转此类病理变化。"
除识别与疾病相关的蛋白质外,理解蛋白质周转及其调控机制还有助于识别那些特别容易受衰老过程影响的蛋白质。这为未来的抗衰老疗法开辟了新途径。
创立于1734年的德国哥廷根大学
参考文献
Source:University Medical Center Göttingen
Renewal processes in the cell: Disruptions favor diseases such as Alzheimer's and Parkinson's, study finds
Reference:
Wenxue Li, Abhijit Dasgupta, Ka Yang, Shisheng Wang, Nisha Hemandhar-Kumar, Surendhar R. Chepyala, Jay M. Yarbro, Zhenyi Hu, Barbora Salovska, Eugenio F. Fornasiero, Junmin Peng and Yansheng Liu. An Extensive Atlas of Proteome and Phosphoproteome Turnover Across 2 Mouse Tissues and Brain Regions. Cell (2025). DOI: https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.02.021
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原文标题 : 细胞更新机制障碍与神经退行性疾病关联性研究