+ r* r( K; W: u) f0 u! ^5 Y 在最新发表于《自然•通讯》(Nature Communications)的研究中,研究人员发现TDP-43的积聚会导致肌萎缩侧索硬化(ALS)患者神经细胞中的RNA不稳定。导致能量和蛋白质生产中断,并最终导致细胞死亡。
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ALS是一种进行性神经疾病,负责控制随意肌的运动神经元逐渐退化和死亡,导致肌肉无力萎缩。 5 F6 E6 G3 a$ L5 Z
额颞叶痴呆(FTD)包含一组神经紊乱,影响大脑的额叶和颞叶,而这些区域通常与性格、行为和语言有关。FTD患者会出现从性格急剧变化到丧失语言能力的一系列症状。
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几乎一半的ALS患者会出现严重的认知改变,比如冲动行为和言语障碍,类似于FTD患者。此外,ALS和FTD还有另一个共同的关键特征:TDP-43的异常积聚。TDP-43是一种通常在神经细胞内结合并稳定RNA的蛋白质。 5 o. s: [% b6 o; K/ C* R4 V( ?" z
由DNA序列构成的基因被转录成RNA分子。反过来,RNA分子被用作制造蛋白质的模板,而蛋白质在细胞中执行各种功能。
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尽管之前的研究已经表明在ALS和FTD疾病模型中存在异常数量的RNA,但研究人员尚不清楚这是否是RNA分子的生产或降解中的损害导致的。 . e: O/ n8 t) M
为了理解RNA稳定性在这些疾病中是否受到影响,研究人员使用Bru-seq和bruch-seq技术对衍生自ALS患者的细胞进行了研究,这两种创新技术允许研究人员分析RNA分子的生产和稳定性。 9 O# N5 z; ?" W3 {% |; T
通过这种方法,他们发现RNA分子的稳定性存在严重异常,这些RNA分子编码的信号通路组件涉及到能量(线粒体RNA)和蛋白质(核糖体RNA)生产。
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值得注意的是,在迫使细胞产生过量的一种人工形式的TDP-43后,他们观察到了同样的趋势,提示RNA结合蛋白在RNA不稳定中扮演重要角色。当研究人员分析ALS和FTD患者的尸检样本时,这些发现也同样成立。 ( k7 {' X( Z# w4 }
总之,这些观察结果表明,TDP-43在神经细胞中的积聚会促进RNA不稳定,可能会使产生能量和蛋白质的重要机制陷入困境,最终导致细胞死亡。
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研究人员希望这些发现能够帮助产生新的治疗策略,以恢复这些疾病中的RNA稳定性。
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“综合我们的观察,这些数据证实了相关治疗策略的前景,这些策略旨在通过防止RBP(RNA结合蛋白)隔离、RNA颗粒的破坏和RNA不稳定性,来恢复RNA内稳态(平衡)。我们预计,这样的策略如果成功,将不仅能改善RNA内稳态,而且还能防止ALS、FTD和相关疾病特征性的神经元丢失和蛋白质沉积,” 作者们写道。 8 L3 O N9 Y. p6 X$ x9 I7 f
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