ALS研究揭示了RNA结合蛋白的作用
尽管肌萎缩性侧索硬化症(ALS)病例中只有10%是遗传性的,但其中很大一部分是由影响结合RNA的蛋白质(一种遗传物质)的突变引起的。加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员研究了几例ALS病例,这些病例的RNA结合蛋白称为hnRNP A2 / B1。在Neuron发表的研究中,他们描述了这种蛋白质的损害如何通过扰乱关键的细胞消息传递系统对ALS的贡献。
加州大学圣地亚哥分校医学院细胞与分子医学教授Gene Yeo博士说:“我们的发现是验证基于RNA的疗法作为ALS治疗的重要一步。”ALS,也被称为Lou Gehrig病,是一种破坏性神经病,影响了超过20,000的美国人。该疾病极大地降低了患者的生活质量并且是绝症。ALS影响一种称为运动神经元的特殊神经细胞。
这些运动神经元使我们能够移动身体。当前,没有有效的ALS治疗方法,这主要是由于对疾病如何在分子水平上引发和发展的了解不足。Yeo的研究小组研究了RNA结合蛋白及其控制细胞如何,何时以及是否产生某些蛋白的能力。为了弄清RNA结合蛋白在ALS中的作用,Yeo的团队从四名患有该病的患者中收集了皮肤细胞,其中三名在hnRNP A2 / B1基因中发生了突变,另一名在另一个基因中发生了突变,并以两名健康志愿者作为对照。
研究人员诱使这些皮肤细胞成为一种特殊的干细胞,称为诱导多能干细胞(iPSC),最终将这些患者特异性干细胞转变为运动神经元。这项技术可以在实验室中方便地进行实验,为他们提供每个患者疾病的个性化模型。为了确定突变的hnRNP A2 / B1蛋白在这些样品中的作用,研究人员随后测量了ALS和健康运动神经元样品中成千上万个基因的活性。
Yeo和小组在ALS患者样本中发现,这些患者的hnRNP A2 / B1突变不仅仅是使蛋白质失活。取而代之的是,这种突变赋予了蛋白质新的毒性特性,扰乱了RNA加工,并最终导致了运动神经元的死亡。Yeo说,这些发现可能对他们的合作者和其他正在开发旨在通过靶向RNA治疗疾病的疗法的人具有重要意义。
Yeo实验室的研究生第一作者费尔南多·马丁内斯(Fernando Martinez)说:“这些靶向RNA的疗法可以消除有毒蛋白质并治疗疾病。”“但是这种策略只有在蛋白质通过突变获得新的毒性功能时才可行,正如我们在这些ALS病例中针对hnRNP A2 / B1所发现的那样。”环境因素被认为有助于ALS,从而增加了具有遗传因素的人的机会。容易患病。
为了模拟这种情况,Martinez比较了ALS患者和健康个体的运动神经元对压力的反应。与健康细胞相比,在压力下的患者特异性ALS运动神经元中,他们发现更多的hnRNP A2 / B1蛋白聚集在称为应激颗粒的部分细胞中。Yeo说:“降低我们在ALS患者的运动神经元中看到的对压力源的过度反应的药物也可能证明是一种有效的治疗策略,” Yeo说。“可能需要对目标进行多次多方向射击才能治疗这种令人衰弱的疾病。”