涉及特定微RNA和肌肉分子的机制在ALS中扮演重要角色
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2018年5月23日——特拉维夫大学(TAU)的一项新研究识别出一种涉及肌萎缩侧索硬化(ALS)发病过程但之前不为人所知的机制。该研究关注于一种特定微RNA(microRNA,miRNA),其水平因ALS致病性肌肉突变而减少。这项研究首次强调了肌肉分泌的毒性分子对ALS病理学的重要性。
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ALS是一种破坏神经细胞并导致永久性残疾的神经退行性疾病。该病目前无法治愈,而新的发现可能成为未来治疗ALS的基础。
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在特拉维夫大学赛克勒医学院生理学和药理学系Eran Perlson博士的领导下,这项研究由博士生Roy Maimon和Ariel Ionescu与哈达萨医学中心的Oded Behar博士合作进行。最近发表于《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)。
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“我们并没有声称找到了治愈ALS的方法,但我们确实推进了该领域的向前发展,” Perlson博士说道。
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解决一个谜题
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研究人员一直难以理解ALS的具体基础机制。有些研究人员关注于miRNAs代谢,这些小分子调节蛋白质的翻译,并在许多其他细胞过程中发挥重要作用。
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最近的研究表明,miRs的改变涉及许多神经退行性疾病,包括ALS。特拉维夫大学的研究识别出一种与ALS病理相关的新机制,在这种机制中,肌肉分泌杀死轴突和神经肌肉接头的毒性分子,导致肌肉萎缩。研究还发现,一种特定miRNA——miR-126-5p——在ALS模型中水平下降,导致3型轴突-不稳定信号素及其共同受体神经素等毒性分子(水平)升高。
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Perlson博士和他的团队表示,这种新的miRNA可能有朝一日被用于治疗ALS患者。
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从微芯片到小鼠
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“我们在实验室工作和小鼠模型中证明,可以利用这种miR作为潜在药物成功改善ALS症状,” Perlson博士说,“我们进一步证明,肌肉组织——而不仅是运动神经元——无疑与ALS的发展有关。这一点特别重要,因为它与该领域的其他理论相矛盾。”
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Perlson博士和他的团队研究了在硅芯片中生长的初级运动神经元和肌肉组织样本,以模拟人类运动单位。他们发现,这种新型miRNA的基因操纵显著减缓了神经元的退化过程。
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随后,研究团队利用了转基因ALS小鼠模型,向这些小鼠注射了一种携带新型miR-126-5p的病毒,发现小鼠显著恢复。肌肉萎缩、神经肌肉功能和行走能力等疾病基本特征都表现出显著改善。
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“我们发现,miR-126-5p的特定过度表达有益于ALS小鼠模型中的轴突变性和神经肌肉接头破坏,” Perlson博士说,“我们能够精确地指出,mir-126-5p的改变会促使运动神经元变性退化。”
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该团队接下来计划进行一项综合研究,涉及其他被ALS损害的非肌肉组织。“我们希望我们的新知识将被用作为ALS患者开发未来药物的基础,” Perlson博士说,“重要的不仅是某个特定miR,而且是这种方法。有时非传统的治疗方法是正确的治疗方法。”
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