某些组织中的蛋白质聚集是神经退行性疾病等疾病的标志,并且在衰老过程中发生,但人们对防止有蛋白质积聚的蛋白质质量控制机制如何因组织而异的情况知之甚少。
Della David 博士和她的团队发现了一种安全机制,可以降低线虫咽部肌肉中的蛋白质聚集水平,但在体壁肌肉中并不活跃。
通过比较正常质量控制机制受损时衰老线虫不同组织中的蛋白质积累,发现了这种新机制。
通过进一步了解一些组织如何利用保护性蛋白质控制途径,该研究可能有助于制定未来的策略,防止衰老过程中脆弱组织中的蛋白质聚集。
英国巴布拉汉姆研究所和德国神经退行性疾病中心 (DZNE) 的研究人员发现了一种蛋白质质量控制的备用机制,当正常的分子监测方法失败时,该机制可以防止特定组织中蛋白质聚集的性作用。通过了解不同组织如何应对蛋白质堆积,这项研究可以加速识别保护易受蛋白质堆积影响的组织的方法,可能解决与疾病相关的蛋白质聚集体以及加速组织功能衰退的年龄依赖性聚集体。
就像工厂识别生产线上的缺陷产品一样,细胞使用不同的机制来监测蛋白质的产生、折叠和积累。在老化过程中,由于蛋白质折叠破坏和蛋白质质量控制机制下降,一些蛋白质变得容易积累。称为聚集体的蛋白质团块会导致生物体的正常功能出现问题。蛋白质积累的增加在全身分布并不均匀,某些组织比其他组织更有可能积累某些蛋白质的聚集体,例如阿尔茨海默病期间大脑中形成的淀粉样斑块。是什么驱动了组织特异性的脆弱性或对蛋白质聚集的抵抗力仍然知之甚少。
通过研究线虫中的蛋白质积累,Della David 博士和她的团队发现,即使典型的蛋白质质量控制机制被破坏,老年线虫的摄食器官(咽部)中的蛋白质聚集水平也较低。身体壁。他们的实验揭示了一种被称为“SAPA:防止蛋白质聚集”的组织特异性机制,当其他蛋白质质量控制机制有缺陷时,该机制就会启动。当被激活时,这种机制减轻了蛋白质性并部分恢复了咽部功能。
“生物体在所有组织中都有一套控制机制,用于处理缺陷蛋白质的积累。在这项工作中,我们确定了一种新的组织特异性控制机制。当传统的控制机制受损时,这种安全机制就会被触发,我们对它的发现感到兴奋,因为它揭示了一层额外的保护,可以在压力时触发保护组织,主动阻止蛋白质聚集并恢复器官功能。”巴布拉汉姆研究所信号研究项目组长德拉·大卫博士说。
但这种特殊性是如何实现的呢?为了防止在咽部特别聚集,
该安全机制依赖于一种特定且尚未得到研究的途径,该途径由细胞垃圾处理系统组成,称为不依赖于巨自噬的溶酶体降解。令人惊讶的是,它还使用了以前与管理蛋白质聚集无关但已知参与宿主对专门影响消化道的自然病原体的反应的因素。
研究小组继续揭示 SAPA 机制防止蛋白质积累的方式。通过密切跟踪聚集蛋白的产生和聚集动态,研究小组发现新发现的机制可以在新合成的蛋白质形成大聚集体之前识别并消除它们。
大卫博士总结道:“我们努力了解神经退行性疾病的一个大难题是,为什么大脑的特定区域显示出聚集体,而其他区域却没有。局部保护机制的存在可以帮助解释为什么某些大脑区域对蛋白质聚集具有更强的抵抗力。更广泛地说,我们在这一领域的基础研究对于蛋白质聚集疾病的治疗干预以及预防随年龄增长而发生的不良蛋白质聚集的方法具有重要意义。”