亨廷顿舞蹈症(HD)研究信息 用通俗的语言 由科学家撰写 为了全球HD社区而设

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mTORC1打破亨廷顿舞蹈症小白鼠的天平

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mTORC1的天平:亨廷顿舞蹈症的新疗法?

Joseph Ochaba撰写 关于2015年2月01日Dr Jeff Carroll编辑; Xi Cao译制最早发布于2015年1月27日

当你的机器有个坏了的零件时你怎么办?修好它!一项新的研究表明,增加亨廷顿小鼠模型的关键零件叫做mTORC1的活动量,可以改善运动问题和与疾病相关的大脑异常。最近的研究发现可能为科学家提供治疗亨廷顿舞蹈症的新目标。

在寻找新的目标

每个人都有两个复制的被科学家称之为亨廷顿的基因,亨廷顿舞蹈症病人从他们的妈妈或爸爸,继承了这个基因的至少一个突变的复制。基因本身并不是有害的,而是细胞用基因来做什么。一般情况下,细胞利用基因作为指引来组建蛋白质。

mTORC1最初是在研究抗生素药物“雷帕霉素”中发现的。雷帕霉素最初是从复活岛的土壤样品中分离(或“拉帕努伊岛”)!
mTORC1最初是在研究抗生素药物“雷帕霉素”中发现的。雷帕霉素最初是从复活岛的土壤样品中分离(或“拉帕努伊岛”)!

就像基因一样,由它制成的蛋白被称为“亨廷顿蛋白”, 这个比较容易混淆。突变的亨廷顿蛋白随着时间的推移不断积累,特别损害大脑的纹状体区域。 在这个重要的大脑区域的细胞里,突变的亨廷顿蛋白可以影响许多其他重要的机器, 这些机器又影响细胞生长和生存。

变异的亨廷顿导致的机器故障被认为是导致疾病的原因。因此,许多研究人员集中研究寻找细胞中有亨廷变异的齿轮。突变的亨廷顿会引起什么样的改变?如果我们处理好这些变化,会导致亨廷顿舞蹈症症状的改善?

最近由爱荷华大学以Beverley Davidson 为首的一组科学家研究了这些目标中的一个。这个小组的研究集中在一个小小的机器, 它被称为哺乳动物雷帕霉素靶蛋白复合物1或为 mTORC1.

mTORC1什么?

mTORC1到底是什么?为了细胞的生长,分化,存活,它们必须确保正确的地使用它们的资源。如果食物充足,细胞能愉快地使用能量。另一方面,在资源稀缺的时代,细胞需要更保守和节约能源。

mTORC1的活性在亨廷顿舞蹈症小鼠身上恢复后,已经开始萎缩和退化的大脑开始恢复。治疗也积极地影响运动行为。

这种利用和节约资源之间的平衡需要mTORC1。它坐落在每一个细胞的一个精心设置的机器中间,不断确保能源输入和能量使用的平衡。在某种程度上mTORC1控制的机器类似细胞的银行家,确保收支是平衡的。

坏了的机器

由其他科学家的研究暗示了亨廷顿舞蹈症中的能量平衡的变化有牵连的变化。 为了知道这为什么发生的更多的信息,Davidson的团队首先观察了亨廷顿舞蹈症病患者和小鼠模型的大脑。他们发现的证据表明,由mTORC1控制的网络活性在亨廷顿舞蹈症的大脑的易损部分大大减少。

接下来,他们利用病毒在亨廷顿舞蹈症小鼠的大脑资源控制网络提供强大的信号,人为地提高mTORC1的活性。当他们这样做,他们测量的变化表明这是有效的,系统就像在正常的非亨廷顿舞蹈症小鼠大脑里工作。

mTORC1的活性在亨廷顿舞蹈症小鼠身上恢复后,已经开始萎缩和退化的大脑开始恢复。治疗也积极地影响运动行为,如在一个旋转的杆子上跑步的能力(这个任务亨廷顿舞蹈症小鼠做不好)。许多其他的在亨廷顿舞蹈症小鼠中经常看到的问题也有改进,包括增加细胞能量生产。

mTORC1蛋白帮助细胞维持能源生产和能源消耗的平衡。在亨廷顿舞蹈症大脑细胞中,这一平衡被打破了。
mTORC1蛋白帮助细胞维持能源生产和能源消耗的平衡。在亨廷顿舞蹈症大脑细胞中,这一平衡被打破了。

戴维森的研究小组还发现,这个疗法改进了细胞里有亨廷顿舞蹈症缺陷其他途径。其中的一个重要途径被称为自噬,基本上是一个有机体的生物垃圾的清理过程。这特别重要,因为这种细胞自噬途径能帮助清除突变的亨廷顿本身,这或许可以解释目前发现的病情改善。

有趣的是,以前的研究预测了相反的结果——即增加mTORC1的活性会导致自噬的减少。为什么会在亨廷顿舞蹈症的大脑观察到相反的结果,这是一个谜,可能会揭示细胞如何工作的新的一面。

令人兴奋的是,即使当老鼠他们已经生病,也可以看到一些增加mTORC1的活性的好处。这些结果是很重要的因为它表明甚至在发病后,大脑细胞也能够响应治疗。

平衡

虽然这项工作是非常令人兴奋的,需要注意的是,这些系统的活动处于一个非常微妙的平衡。早先的小鼠肌肉mTORC1研究显示激活的增加。你听到的是对的,这些是相反的结果。

这一切研究表明mTORC1和亨廷顿蛋白之间的相互作用是一种微妙的平衡,修复或恢复这一途径,必须在适当的水平以避免进一步的伤害。

如果在亨廷顿舞蹈症患者的身上的情况也是一样的花,找到一种方法来改变在不同组织中的mTORC1的不同活动水平将会很难。然而,显而易见的是,Dr Davidson的研究结果表明mTORC1通路在亨廷顿舞蹈症的大脑中是受损的。

这一切研究表明mTORC1和亨廷顿蛋白之间的相互作用是一种微妙的平衡,修复或恢复这一途径,必须在适当的水平以避免进一步的伤害。这是一个mTORC1的水平要适度的“金发效应”,过多或过少都会有危害!

倾斜的天平

要将这些令人兴奋的科学发现为治疗手段仍然有大量的工作要做。一个主要问题是科学家研究的这些系统的目标的复杂性。例如,其他神经系统疾病如脆性X综合症和自闭症都有mTORC1的活性过度的特征,而mTORC1的活性在肌萎缩侧索硬化和亨廷顿舞蹈症中减少。

这个激动人心的新科技也提醒我们,当我们得到意想不到的结果时,我们会经常学习到最有趣的事情。回答这个研究提出的新问题,可能会为开发新的治疗方法开辟新的途径。