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Cell子刊:一种蛋白质可以让小鼠大脑“短路”

2016/09/18 来源:生物探索
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导读
近日,英国伦敦大学的研究人员发表在Cell子刊Current-Biology上的一项研究调查了成年大脑通讯中断的驱动机制,尤其是主要负责学习和记忆的海马体内神经细胞间连接的缺失,并发现了隐藏在大脑神经连接缺失背后的关键机制,这些缺失能导致小鼠失忆。

一种蛋白质被激活能让小鼠失忆。图片来源:伦敦大学学院

神经细胞间连接的破坏是阿尔茨海默氏症等疾病的早期特征,并能引发记忆和思维衰退等令人痛苦的症状,但其背后的生物学机制目前尚不明确。

近日,发表在Cell子刊《当代生物学》(Current-Biology)期刊上的一项研究调查了成年大脑通讯中断的驱动机制,尤其是主要负责学习和记忆的海马体内神经细胞间连接的缺失。

Wnt蛋白在维护成年大脑神经连接方面的机制

神奇的“Dkk1蛋白”,可扰乱Wnt蛋白

Wnt是一类分泌型糖蛋白,通过自分泌或旁分泌发挥作用。Wnt信号途径能引起胞内β-连锁蛋白(β-catenin)积累,后者是一种多功能的蛋白质,在细胞连接处它与钙粘素相互作用,参与形成粘合带,而游离的β-catenin可进入细胞核,调节基因表达。

研究人员探索了一个名为Dkk1的蛋白质,该蛋白质能阻碍Wnt蛋白的活动。在该项实验中,研究人员激活了小鼠体内的Dkk1,并扰乱了Wnt蛋白。

为了避免这些破坏影响Wnt蛋白和Dkk1驱动的正常大脑发育,研究人员在小鼠成年后,才激活其大脑中与新记忆形成有关区域的Dkk1。当Dkk1被开启后,发现小鼠出现记忆问题,并且神经细胞间突触也相应减少,这暗示通讯遭到了破坏。

不过好玩的是,当研究人员关闭Dkk1后,小鼠不再有记忆问题,突触数量增加到正常水平,大脑通路也得到恢复。

Wnt蛋白在维护成年大脑神经连接方面起重要作用

该研究还发现,Wnt蛋白在维护成年大脑神经连接方面起重要作用,它在阿尔茨海默氏症患者大脑中水平更高。

项目研究负责人、伦敦大学学院教授Patricia Salinas表示,神经细胞通过名为突触的通信点相互连接,这些连接的缓慢退化一直是研究重点。突触对于人脑的一切都十分重要。一旦丧失,神经细胞将无法交换信息,并引发记忆和思维问题。而Wnt通路在调节突触的构造、修复和机能方面十分重要。有证据证实Wnt蛋白对记忆也很重要。

他还表示,下一步主要工作是理解Wnt蛋白对于阿尔茨海默氏症的作用,能预防和逆转阿尔茨海默氏症患者大脑神经细胞连接和通讯故障,将是极大的进步。

这项研究或可用于寻找预防和修复大脑功能的新靶点,并开发出针对该靶点的药物,有助于科学家研发神经性病变新疗法。

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