叶克强教授是世界公认的神经科学领域中的国际最前沿领军科学家之一,近期他与武汉大学,华中科技大学同济医学院合作发表文章,指出阿茨海默病和帕金森病虽然影响着大脑的不同区域,但这两种神经退行性疾病在生化水平上却具有相似的启动机制,这将为治疗帕金森病提供了一个潜在的药物靶点。
这一研究成果公布在7月3日的Nature Structural and Molecular Biology杂志上,文章的通讯作者分别为叶克强(Keqiang Ye)教授,华中科技大学的王建枝(Jian-Zhi Wang)教授,以及同济大学医学院靳令经(Lingjing Jin)教授。
阿茨海默病和帕金森病并不一样,它们影响大脑的不同区域,具有不同的遗传和环境风险因素。但这两种退行性疾病的患者都在脑细胞中形成了有毒粘性蛋白质块。前者这种蛋白称为tau,能导致神经原纤维缠结;后者帕金森病中,这种蛋白是α-突触核蛋白,引发路易体(Lewy bodies)沉积。
此前叶教授等人发现天冬酰胺内肽酶(asparagine endopeptidase, AEP)能修剪切割tau,令其变得更为粘稠,提高其毒性,如果能抑制AEP,那么就能提高阿茨海默病动物模型的治疗疗效。
在最新这篇文章中,研究人员发现AEP对α-突触核蛋白也具有相类似的作用。
“对帕金森病来说,α-突触核蛋白就像是阿茨海默氏症中的Tau。我们认为如果AEP能帮助Tau,那么它很有可能也能提高α-突触核蛋白的作用”,叶教授说。
为此研究组进行了系列分析,结果在PD患者的脑部组织样品中确实发现了经过AEP特殊修剪的α-突触核蛋白,而在对照样品中却没有。在对照中,AEP被封闭在溶酶体中,也就是细胞的垃圾处理站。而在PD样品中,AEP会从溶酶体泄漏出来,发挥作用。
研究人员还观察到,由AEP产生的α-突触核蛋白块大部分聚集成聚集体,而不是单个全长蛋白。而且在进入细胞或者小鼠大脑中时,毒性会更大。
叶教授警告称,AEP并不是唯一一种能将α-突触核蛋白切割成各种有毒物质的酶,而且全长的α-突触核蛋白也能够聚集并造成伤害。不过,他也表示其研究组正在继续在帕金森动物模型中检测抑制AEP的药物。
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原文标题
Asparagine endopeptidase cleaves α-synuclein and mediates pathologic activities in Parkinson's disease