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一项最近发表于《eLIFE》杂志的肌萎缩侧索硬化(ALS)果蝇模型研究表明,高葡萄糖水平可能补偿TDP-43积聚的毒性影响,并保护神经元。TDP-43是一种结合DNA和RNA的广泛表达的核蛋白。 大脑是最依赖葡萄糖来发挥功能的器官,需要人体总葡萄糖量的1/5。ALS患者从疾病早期就会出现体重下降和代谢失调,即所谓的高代谢。然而,目前还不清楚这些代谢改变如何与运动神经元丢失相关联。
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一项2期临床试验(NCT00983983)显示,富含碳水化合物的饮食对ALS患者耐受性良好,并能减少与该病相关的不良事件。 5 d, z: A ]# \" Q* v" }
研究人员说:“总的来说,这些发现提示,尽管对ALS中葡萄糖代谢缺陷的了解仍然很有限,但我们有很大的机会更好地理解它与疾病的关系,并探索其作为治疗途径的潜力。” - r9 Z, f. l5 p# N: [, V
ALS中与神经变性退化相关的一个重要过程是TDP-43蛋白病变,即TDP-43蛋白形成毒性聚合物或团簇。来自亚利桑那大学和法国蒙彼利埃大学的研究团队决定研究TDP-43积聚和葡萄糖代谢之间的关系。
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他们使用了一种果蝇(黑腹果蝇)模型。该模型过度产生人类TDP-43,并显示出ALS的某些方面,比如行动缺陷和寿命缩短。
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研究人员发现,ALS果蝇的运动神经元比健康果蝇消耗更多的葡萄糖。这也发生在实验室培养的ALS患者源性神经元中。
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给ALS果蝇喂饲富含葡萄糖(超过正常水平5倍)的食物,可以改善它们的活动能力和寿命。然后,研究人员通过增加ALS果蝇神经元上葡萄糖转运体的数量使它们获得更多的葡萄糖,取得了与高葡萄糖饮食相似的效果。还增加了神经元之间的连接数量,降低了神经元死亡的可能性,提示升高葡萄糖水平是一种可以补偿TDP-43积聚毒性影响的神经保护机制。 ( S G4 o9 n6 ]4 r R
研究人员发现,过量的葡萄糖只对ALS果蝇有益,而对照组果蝇则出现了代谢问题。此外,研究人员表示,这种影响只在神经系统的细胞中可见,升高肌肉细胞中的葡萄糖水平对ALS果蝇没有影响。
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研究人员说:“这些结果表明,虽然高糖饮食对对照组果蝇有害,但它能改善运动神经元病的关键特征,包括ALS果蝇的运动功能障碍和生存期减少。”
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他们的结论是:“在TDP-43蛋白病变模型中,增加葡萄糖可获得性能够保护运动神经元,并改善了整体预后。” 研究人员建议,未来的研究应该专注于在葡萄糖代谢的不同方面,比如氧化应激和ALS之间的联系。
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