纳米管能够使与亨廷顿氏病相关的有毒蛋白质运动

Scripps Research的科学家表示，与亨廷顿氏病有关的一种有毒蛋白质可以通过纳米管隧道从神经元移动到神经元，该隧道的结构由一种名为Rhes的蛋白质引发。

Scripps Research神经科学家Srinivasa Subramaniam博士的这一发现提高了对这种疾病如何以及为何会攻击和破坏某些脑细胞的理解。该研究于5月10日星期五在细胞生物学杂志上发表。

“我们对这一结果感到兴奋，因为它可以解释为什么患者会在大脑这个被称为纹状体的区域内患上这种病，”Subramaniam说，他是佛罗里达州斯克里普斯研究中心神经科学系的副教授。

患有亨廷顿舞蹈病的人遗传了一种受损的蛋白质，这种蛋白质在某种程度上与摧毁脑细胞有关。科学家在1993年发现了这种蛋白质，但仍在将其在这种退行性疾病中的作用联合起来。扫描显示亨廷顿病的大脑萎缩和退化。随着神经元恶化，人们失去运动控制，他们可能会有情绪问题，他们的思维和记忆也会受到影响。症状通常在30至40岁左右开始，持续15至20年直至死亡。一种罕见且更具侵略性的疾病会影响儿童，减少他们的童年和生命。

10万人中约有3至7人患有这种疾病，并且主要影响那些具有欧洲血统的人。然而，Subramaniam认为这种疾病在包括印度在内的其他地区报道不足。

“这种疾病有很多耻辱感，”Subramaniam说。

他的实验室研究了亨廷顿舞蹈病和其他神经退行性疾病(包括阿尔茨海默氏症和帕金森病)的分子力学，以寻找潜在的治疗目标。

“对于亨廷顿来说，问题是我们可以阻止这种运输吗?它有任何好处或效果吗?”Subramaniam说。

在这项研究中，Subramaniam和同事Manish Sharma博士在共聚焦显微镜下观察了小鼠神经元，发现这些细胞形成了约150微米长的粘稠的线状突起，漂浮在细胞上方，连接它们。

“当我看到Rhes在细胞之间制造这些类似隧道的管时，我感到很兴奋并且同时感到困惑，”该研究的第一作者Sharma说。

科学家们在2004年首次描述了大鼠神经元中另一种类型的隧道纳米管。从那时起，许多研究人员在癌症和其他类型的细胞中观察到它们。但是他们如何形成以及他们做了什么并不那么清楚。“他们之前可能已经错过了，因为他们在不同的飞机上，”Subramaniam说。“你必须真正寻找它。它就像一座湖上的桥梁。如果你在湖上，你可能看不到上面的桥梁，但如果你在岸边，你可以看到这座桥。”

为了找到答案，Subramaniam和Sharma跟踪了通过这座隧道桥的细胞货物。他们将亨廷顿人类疾病蛋白质插入小鼠脑细胞中，用荧光标记它，然后观察它越过并爬行进入相邻细胞。一旦隧道交付了它的货物，它就会被释放并重新出现。Subramaniam说，溶酶体和内体，运输细胞碎片或废物的细胞货物箱，也在这些细胞间高速公路上行进。

Rhes蛋白存在于患有亨廷顿氏病的小鼠和人脑中。在患病小鼠中敲除Rhes基因导致较少的脑损伤。在2009年的研究中，Subramaniam发现Rhes还改变了亨廷顿病蛋白质的结构，使其对脑细胞的毒性更大。

“Rhes蛋白质走自己的道路。这对我们来说是令人惊讶的，”Subramaniam说。“但它不仅可以自行运输。一旦完成道路，就可以运输许多东西。”

Subramaniam的研究小组继续研究其他蛋白质可能有助于隧道建设，以及其他疾病蛋白质是否会沿着这些膜状高速公路移动。他的实验室也正在研究如何确定亨廷顿氏病蛋白质如何在活脑中传播。