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宋红军夫妇参与发表Science:脑细胞的“刽子手”

2016/10/11 来源:生物通/王英
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导读
现在,美国霍普金斯大学的研究人员称,他们发现了这一系列事件终点的蛋白质,其通过切割一个细胞的DNA而带来致命打击。他们表示,这一发现可能为开发新药来预防、停止或削弱这个过程,开辟了一条新的途径。相关研究结果发表在10月7日的《Science》杂志上。


尽管有着不同的触发条件,一连串相同的分子事件似乎是致使脑细胞死于中风、外伤乃至神经退行性疾病(如阿尔茨海默氏症)的原因所在。现在,美国霍普金斯大学的研究人员称,他们发现了这一系列事件终点的蛋白质,其通过切割一个细胞的DNA而带来致命打击。他们表示,这一发现可能为开发新药来预防、停止或削弱这个过程,开辟了一条新的途径。相关研究结果发表在10月7日的《Science》杂志上。约翰霍普金斯大学的宋红军(Hongjun Song)和明国丽(Guoli Ming)夫妇,也是这项研究的共同作者。

这些新的实验,是在实验室培养的细胞中进行的,是基于约翰霍普金斯大学医学院细胞工程研究所主任Ted Dawson博士以及合作伙伴、神经学教授Valina Dawson博士先前的工作。他们的研究小组发现,尽管有着非常不同的原因和症状,损伤、中风、阿尔茨海默病、帕金森病和罕见的致命遗传疾病亨廷顿病,都有一个共有的机制,“程序性”脑细胞死亡的一种新形式,他们叫parthanatos(thanatos在希腊神话中是死亡的象征),有一种酶——PARP参与了这个过程。

Ted Dawson说:“我不能过分强调它是一种重要的细胞死亡方式;它在几乎所有形式的细胞损伤中都起作用。”他和Valina Dawson的研究小组花了数年时间,描述了一连串parthanatos事件中的每一个环节,以及这些蛋白所起的作用。

他们说,目前的研究,已经完成了这些工作。从以往的研究中,研究人员得知,当被称为线粒体凋亡诱导因子或AIF的蛋白质,离开其在细胞线粒体中的位置,并迁移到细胞核时,它就发动了细胞核中基因组的切割,并导致细胞死亡。

但他们说,AIF本身不能切割DNA。所以当时的博士后、现任德克萨斯大学西南医学中心助理教授的Yingfei Wang,用蛋白芯片来筛选成千上万个人类蛋白质,来寻找与AIF相互作用最密切的蛋白质。通过对160个候选蛋白进行分析,然后她用称为小干扰RNA的定制分子,在实验室培养的人类细胞中,一个接一个地停止每个蛋白质的制造,来探究这样做是否会阻止细胞死亡。

160个蛋白质中有一个,被称为巨噬细胞移动抑制因子(MIF),是一个胜利者。Ted Dawson说:“我们发现,AIF可与MIF结合,并携带其进入细胞核,在那里MIF切割DNA。我们认为,这是parthanatos中最终执行的步骤。”

该团队在即将发布的研究中报道称,他们也发现了一些化合物,可在实验室培养的细胞中阻断MIF的作用,从而保护它们免于parthanatos。Dawson说,他们计划在动物中测试这些化合物,并对其进行修改,以最大限度地发挥它们的安全性和有效性。

他警告说,虽然parthanatos已知可在多种疾病中导致脑细胞死亡,但是MIF切割DNA的能力至今只明确与中风有关——当MIF基因在小鼠中被禁用时,中风的引起伤害显著降低。他说:“我们很想知道,MIF是否也参与了帕金森症、阿尔茨海默氏症和其他神经退行性疾病。如果是这样的话,并且如果MIF抑制剂测试成功,那么这对于许多疾病的治疗将有着重要的意义。”

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