與阿爾茨海默氏癥相關(guān)的蛋白質(zhì)的清除受晝夜節(jié)律周期控制

據(jù)今天發(fā)表在PLOS Genetics上的研究，大腦清除與阿爾茨海默病密切相關(guān)的蛋白質(zhì)的能力與我們的晝夜節(jié)律有關(guān)。該研究強調(diào)了健康的睡眠習(xí)慣在防止蛋白質(zhì) Amyloid-Beta 42 (AB42) 在大腦中形成團塊方面的重要性，并為潛在的阿爾茨海默氏癥治療開辟了道路。

“免疫細胞的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)在生物鐘和阿爾茨海默病之間的復(fù)雜關(guān)系中發(fā)揮作用，”晝夜節(jié)律專家、倫斯勒理工學(xué)院生物科學(xué)副教授 Jennifer Hurley 說。“這告訴我們，健康的睡眠模式可能對緩解阿爾茨海默病的某些癥狀很重要，而這種有益效果可能是由一種稱為巨噬細胞/小膠質(zhì)細胞的免疫細胞類型所賦予的。”

該研究是在倫斯勒生物技術(shù)和跨學(xué)科研究中心進行的，該中心專注于神經(jīng)退行性疾病。Hurley 博士與 Rensselaer 教授 Robert Linhardt(聚糖專家和合成肝素的發(fā)明者)以及 Chunyu Wang 合作，他們正在進行的研究詳細介紹了與阿爾茨海默病有關(guān)的蛋白質(zhì)的產(chǎn)生和傳播的幾種機制。

“這一見解揭示了一種通過跨學(xué)科方法治療阿爾茨海默氏癥等神經(jīng)退行性疾病的新機制和途徑，象征著 CBIS 在研究和發(fā)現(xiàn)方面的實力，并為人類健康和福祉提供了新的視角，”Deepak Vashishth 說， CBIS 主任。

晝夜節(jié)律系統(tǒng)由一組核心時鐘蛋白組成，這些時鐘蛋白通過引起酶和激素水平的每日波動來預(yù)測晝夜循環(huán)，最終影響體溫和免疫反應(yīng)等生理參數(shù)。晝夜節(jié)律系統(tǒng)的破壞與糖尿病、癌癥和阿爾茨海默氏癥等疾病的聯(lián)系越來越緊密。

帶有明場巨噬細胞圖像的時鐘圖像顯示了細胞表面硫酸乙酰肝素蛋白多糖的晝夜節(jié)律變化(以粉紅色顯示)如何阻礙熒光標(biāo)記的淀粉樣蛋白-β 的吞噬作用(以綠色顯示)。隨著時間的推移，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖減少，我們看到吞噬作用增加，時鐘左側(cè)顯示的亮綠色細胞證明了這一點。這張圖片是使用我們的熒光顯微鏡細胞圖像制作的，其中包含來自應(yīng)用程序 Wombo 的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的藝術(shù)渲染圖。時鐘是使用 Photoshop 和剪貼畫制作的。圖片來源：Gretchen Clark，使用 Wombo 制作(CC-BY 4.0，creativecommons.org/licenses/by/4.0/)

阿爾茨海默病的一個明顯跡象是斑塊，即大腦中 AB42 的細胞外團塊。巨噬細胞(當(dāng)它們駐留在大腦中時稱為小膠質(zhì)細胞)是一種尋找和破壞不需要的物質(zhì)的免疫細胞，通過在稱為吞噬作用的過程中攝取 AB42 從大腦中清除它。在早期的研究中，Hurley 博士和愛爾蘭皇家外科學(xué)院的合作者調(diào)查了巨噬細胞的晝夜節(jié)律控制，積累了詳盡的數(shù)據(jù)集，可以查看哪些巨噬細胞 RNA 和蛋白質(zhì)以晝夜節(jié)律振蕩。研究人員注意到酶的振蕩有助于在巨噬細胞表面產(chǎn)生兩種蛋白質(zhì)——硫酸乙酰肝素蛋白多糖和硫酸軟骨素蛋白多糖——已知這兩種蛋白都在調(diào)節(jié) AB42 的清除中發(fā)揮作用。

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