恢復(fù)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)可改善唐氏綜合癥模型中的記憶障礙
唐氏綜合癥是智力障礙的最常見遺傳原因,目前尚無有效的治療方法。記憶缺陷是這種情況的標(biāo)志,今天發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一項(xiàng)研究報(bào)告稱,保守應(yīng)激途徑中的缺陷被稱為“綜合應(yīng)激反應(yīng)”(ISR),可以解釋唐氏綜合癥小鼠模型的認(rèn)知缺陷。
作者發(fā)現(xiàn),ISR在小鼠模型的大腦中被激活,該模型概括了人類綜合癥的認(rèn)知缺陷,并且還在患者的死后人類大腦樣本中被激活。更重要的是,通過遺傳或藥理學(xué)方法抑制ISR,可以逆轉(zhuǎn)小鼠的記憶缺陷。這些發(fā)現(xiàn)支持進(jìn)行未來的研究,以探索調(diào)節(jié)ISR可能有助于治療唐氏綜合癥和該網(wǎng)絡(luò)中斷而導(dǎo)致的其他疾病的可能性。
“目前的研究中,我們研究了蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)在唐氏綜合癥中的作用,”貝勒醫(yī)學(xué)院的神經(jīng)科學(xué)教授和庫倫基金會(huì)特聘主席莫羅·科斯塔-馬蒂奧利博士說。“蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)網(wǎng)絡(luò)的下降與衰老到神經(jīng)退行性疾病等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān),但人們對(duì)它在唐氏綜合癥中的作用知之甚少。”
研究人員首先發(fā)現(xiàn),唐氏綜合癥小鼠的大腦和從患有該綜合癥的人體內(nèi)分離出來的人類細(xì)胞中的蛋白質(zhì)合成速率降低了。他們還發(fā)現(xiàn),ISR(一個(gè)通過調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)合成來調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的進(jìn)化網(wǎng)絡(luò))的激活可以解釋與唐氏綜合癥相關(guān)的蛋白質(zhì)合成缺陷。
受這些令人鼓舞的發(fā)現(xiàn)的激勵(lì),Costa-Mattioli和他的同事研究了ISR的激活是否介導(dǎo)了唐氏綜合癥小鼠的長期記憶缺陷。為了回答這個(gè)問題,他們使用了四種獨(dú)立的遺傳和藥理學(xué)方法來糾正唐氏綜合癥小鼠模型中的ISR。
“唐氏綜合癥小鼠表現(xiàn)出長期記憶的問題,”第一作者,神經(jīng)科學(xué)助理教授,哥斯達(dá)黎加-馬蒂奧利小組的高級(jí)研究員朱平軍博士說。“在一組實(shí)驗(yàn)中,我們對(duì)唐氏綜合癥和對(duì)照小鼠進(jìn)行了一項(xiàng)新的任務(wù)訓(xùn)練。唐氏綜合癥小鼠的學(xué)習(xí)能力不及對(duì)照小鼠。但是,當(dāng)我們通過遺傳或藥理學(xué)抑制ISR時(shí),這些動(dòng)物幾乎可以學(xué)習(xí)以及對(duì)照小鼠。”
研究人員還測量了唐氏綜合癥小鼠中突觸連接的強(qiáng)度,發(fā)現(xiàn)這種連接不如對(duì)照組小鼠牢固。但是抑制唐氏綜合癥小鼠的ISR能夠逆轉(zhuǎn)突觸功能的缺陷。
在細(xì)胞水平上,突觸可塑性(形成神經(jīng)連接的能力)被認(rèn)為是可以解釋記憶形成方式的主要機(jī)制,因此這些發(fā)現(xiàn)支持了研究人員的假設(shè),即ISR網(wǎng)絡(luò)的激活介導(dǎo)了相關(guān)的記憶缺陷唐氏綜合癥。
“在過去的十年中,我們和其他人已經(jīng)證明,ISR是正常的長期記憶形成的分子開關(guān)。在這項(xiàng)研究中,我們發(fā)現(xiàn)在唐氏綜合癥中該開關(guān)是關(guān)閉的。更重要的是,這些老鼠逆轉(zhuǎn)了他們的記憶力不足,” Costa-Mattioli說。“這些令人鼓舞的結(jié)果表明,調(diào)整ISR可能會(huì)成為緩解廣泛的認(rèn)知障礙并破壞蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)的有前途的途徑。”
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