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抗感染蛋白还可以感知非感染细胞中的蛋白质错误折叠

来源: | 2019-07-11 14:13:10 | 人气:

导读:蛋白质折叠是蛋白质3D结构的基础,对蛋白质的功能至关重要。错误的蛋白质折叠会导致包括帕金森症、阿尔茨海默症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症等神经退行性疾病。但目前的治疗,以帕

蛋白质折叠是蛋白质3D结构的基础,对蛋白质的功能至关重要。错误的蛋白质折叠会导致包括帕金森症、阿尔茨海默症、肌萎缩性脊髓侧索硬化症等神经退行性疾病。但目前的治疗,以帕金森氏症为例,其治疗的重点是寻找和清除蛋白沉积,而不是在这些蛋白沉积之前修复细胞缺陷。

近日,多伦多大学的研究人员在研究中发现了宿主细胞抵抗细菌感染的免疫机制,同时发现被称为血红素调节抑制剂(HRI)的蛋白质通过感知并相应错误折叠蛋白对该过程起着至关重要的作用。相关研究发表在《Science》杂志上。

DOI: 10.1126/science.aaw4144

“我们发现先天免疫功能本质上是蛋白质支架的一种机制,它在细菌感染时第一时间做出有效反应非常重要,”多伦多大学实验医学、病理生物学和免疫学教授Stephen Girardin说,“但我们也发现,同样的机制对其他细胞中的蛋白支架和沉积也很重要,这为神经退行性疾病和其他疾病的研究开辟了前景。”

实践是检验真理的唯一标准

研究人员对HRI的研究已经超过30年,但主要是在红细胞疾病的背景下进行的。该论文的第一作者Mena Abdel-Nour说:“这种蛋白质存在于哺乳动物体内的所有细胞中,一直被认为是一种广泛的或混杂的传感器。但是,相对于模式识别分子和淀粉样结构的形成,它被忽视了。在我们相信我们所看到的之前,我们不得不在几个不同的途径上测试它的作用。”

Abdel-Nour和他的同事开发了一种新技术来研究HRI的影响。他们采用了多伦多大学医学和病理学教授Jeffrey Lee实验室的生物化学分析方法,从蛋白聚合物中区分正常折叠和错误折叠蛋白。但由于细胞分析受限,因此大部分的研究只能在试管中进行。

基于分析结果,研究人员表示,在细菌感染期间,HRI会触发并协调其他形成更大蛋白复合物之间的连锁反应。这个更大的群体或“信号体”会放大炎症反应,引起抗菌反应。不仅如此,HRI还可以调节其他细胞类型的蛋白质折叠。

早期临床前数据显示,HRI可以预防帕金森病中出现的神经退行性变。“从理论上说,我们可能会找到产生HRI保护作用的分子,从而实现真正意义上的治疗。”Abdel-Nour说,他计划从事生物技术和卫生保健顾问的相关工作。

进一步研究

Girardin说他致力于与神经科学家合作进行这项研究,他刚刚收到了一笔支持这项研究的研究经费。“我们关注帕金森病是因为它对人类健康非常重要,因为它的特征是细胞内的蛋白质沉积,所以它可能是测试这种新途径的完美模型。”

研究人员表示接下来的研究计划包括对蛋白质错误折叠过程中HRI及其相关复合物的生化研究,以及对神经退行性疾病的动物模型研究,以进一步验证该发现。


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