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惊喜!这一长寿蛋白,或可治疗老年痴呆、帕金森

2017/08/10 来源:生物探索
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导读
最新研究表明,一种关键蛋白片段被证实可以提高大脑认知能力、改善大脑老化问题,有望成为治疗神经衰退性疾病(阿尔兹海默症、帕金森症等)的有效化合物。它就是Klotho,一种有着延长寿命功能的蛋白质。它可以快速提高小鼠的认知和运动能力。


8月8日,一篇发表在《Cell Reports》期刊的文章揭示了一种关键的长寿蛋白——klotho,可以提高大脑认知能力、改善大脑老化问题,有望成为治疗神经衰退性疾病(阿尔兹海默症、帕金森症等)的有效化合物。

来自于加州大学旧金山分校的神经学副教授Dena Dubal带领团队完成了这一研究,他们发现,这一天然蛋白能够改善患阿尔兹海默症、帕金森症小鼠的认知能力,为神经衰退性疾病的治疗带来新的希望。

什么是Klotho蛋白?

Klotho以希腊命运守护神Clotho命名,是天然表达于肾脏、大脑组织的一种蛋白质,以类似于激素的方式在体内循环。Klotho参与多个重要生理学功能功能,包括调控胰岛素信号以及成纤维细胞的生长。

随着年龄的增长,这一长寿蛋白会逐渐减少。而且,在长期高压以及阿尔兹海默症、帕金森等神经类疾病发生的情况下,Klotho蛋白水平同样也会降低。

之前的研究表明,因突变造成Klotho蛋白高表达可以延长寿命、减缓与年龄相关的认知能力衰退。以小鼠为模型,科学家们证实,klotho蛋白高表达确实能够改善小鼠的认知。该蛋白可以通过谷氨酸受体(NMDA)提高神经元之间突触的连接、

现在,Dena Dubal教授和团队试图验证这一长寿蛋白的治疗潜力,即klotho蛋白是否可以作为药物,快速提高小鼠的认知。

Klotho蛋白改善认知

研究团队以年轻和年老小鼠(18个月,相当于人类的65岁)为模型,分别给他们注射α- klotho蛋白片段(αKL-F),类似于分泌的激素。

此外,研究人员还构建了α-synuclein异常表达的转基因小鼠模型。α-synuclein是一种与阿尔兹海默症、帕金森症有关联的致病蛋白。同样,他们也给这些突变小鼠注射了αKL-F。

随后,研究团队对小鼠的认知能力进行了一系列的测试,包括Morris水迷宫和Y迷宫,用于评估空间学习和记忆力。

结果显示,年轻小鼠接受αKL-F治疗4天后,它们的认知能力得到显著提高,且改善效果持续超2周。对于年老小鼠而言,接受一次蛋白注射2天后,就表现出认知力改善的效果。

更重要的是,接受αKL-F持续治疗数天后,小鼠因为神经衰退性疾病而损伤的认知和运动机能得到了缓解,即便这些患病小鼠大脑中的毒性蛋白量并没有变化。

他们发现,αKL-F提高认知力的期间,NMDA受体介导的神经信号会增强,从而加强负责学习和记忆的关键脑区域——海马区的神经连接。


Dubal教授表示:“当用长寿蛋白治疗脑受损小鼠时,它们会获得更好的行动、学习和记忆能力。Klotho蛋白会增加小鼠大脑的抗压能力,甚至于逆转致病蛋白已造成的影响。它会提高大脑的可塑性。

Klotho蛋白有望治疗神经衰退

Klotho蛋白有疗效吗?这是神经衰退研究领域最亟待解决的关键问题。“我们现在发现,它确实可以。” Dubal教授强调道,“我们的研究表明,无论年少还是年老,用Klotho蛋白片段治疗都可以改善大脑功能。这意味着,Klotho蛋白或许可以成为治疗阿尔兹海默症、帕金森症等疾病的关键化合物。”

但是,Klotho改善认知的机制依然不清晰。研究团队并未找到αKL-F穿过血脑屏障的证据,它也不会增加大脑本身Klotho的表达量。这意味着,Klotho片段或许可以从身体传递信号至大脑(body-to-brain signals),提高大脑对抗致病蛋白的能力。

参考资料:

A Potential Remedy for the Aging Brain

Life-extending protein could treat Alzheimer's and Parkinson's

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