年輕華人博士Science發現特殊蛋白功能
日期:2016-10-11 09:22:28
來自德州大學西南醫學中心的研究人員發現一種特殊的蛋白會導致中風過程中腦細胞的最終死亡,這一發現將有助于研發針對大腦損傷的新治療方法。
這一研究成果公布在10月6日的Science雜志在線版上,文章的第一作者與通訊作者是來自德州大學西南醫學中心的王英飛(Yingfei Wang,音譯)博士(見下圖)。王博士在德國馬格德堡大學取得博士學位之后,2014年加入約翰霍普金斯醫學院從事博士后研究工作,目前任德州大學西南醫學中心助理教授。
“中風是造成嚴重長期殘疾和死亡的主要原因。根據美國CDC的數據,每年美國有超過 795,000位居民出現中風,”王博士說,全面了解大腦的分子機制,將有助于研發出對抗這些疾病的新治療手段。
這項最新研究發現一種巨噬細胞遷移抑制因子(macrophage migration inhibitory factor,MIF)的蛋白會破壞細胞的DNA,導致大腦細胞死亡。同時文章也概述了三種通過操控MIF,保護中風大腦組織的方法,這種大腦損傷在阿茨海默氏癥,帕金森病和亨廷頓疾病中也會出現。
王博士篩選了數以千計的人類蛋白質,從中找到了160個中風誘導細胞死亡因子,最終他們將范圍縮小到了MIF身上,這是一種眾所周知的免疫和炎癥反應蛋白,能夠通過激活先天性和適應性免疫通路,介導宿主對感染和脅迫的應答。近年來不少研究發現MIF與大量自身免疫疾病相關,包括風濕性關節炎,系統性硬化癥,以及炎性腸病。
“MIF是在20世紀60年代發現的,但我們發現其功能與中風后細胞核中DNA損傷有關,”王博士說。
對于多種腦損傷,包括中風,和阿茨海默氏癥,帕金森癥和亨廷頓氏舞蹈癥等疾病在內,都有一個相同的獨特機制——parthanatos(希臘語中代表“死亡的信使”),PARP是其中的關鍵酶。
多聚(ADP核糖)聚合酶,也就是PARP近年來備受關注:PARP抑制藥物作為潛在的癌癥療法獲得了極大的關注。2014年,FDA批準了第一個PARP抑制劑用于治療某些卵巢癌,當前約有140項臨床試驗正在調查這些藥物對不同癌癥類型的影響。
長期從事該領域研究的Ted Dawsons夫婦過去曾發現,外傷或中風等事件之后便發生了parthanatos。他們發現AIMP2通過與PARP1蛋白發生直接互作觸發了parthanatos,他們還利用了一種可阻斷PARP1的化合物,在過表達AIMP2的小鼠身上測試了一種化合物。這一化合物不僅保護多巴胺生成神經元避免了死亡,還阻止了帕金森氏病中見到的相似的行為異常。
同樣在這項研究中,研究人員也發現了一些化合物,可在實驗室培養的細胞中阻斷MIF的作用,從而保護它們免于parthanatos。他們希望在下一步研究中深入了解這些化合物的作用。
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