พบโปรตีนที่ไม่คาดคิดในสมองของผู้ที่มีความผิดปกติของระบบประสาทส่วนกลาง

นักวิทยาศาสตร์ทราบมาหลายปีแล้วว่า amyloid fibrils – โครงสร้างเส้นใยคล้ายเชือกที่เกิดขึ้นจากโมเลกุลโปรตีนที่เชื่อมโยงอย่างใกล้ชิด – มีอยู่ในสมองของผู้ป่วยโรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสันและมีแนวโน้มที่จะมีบทบาทในการลุกลามของความผิดปกติเหล่านี้

ตอนนี้ นักชีวเคมีของ UCLA ได้ค้นพบไฟบริลดังกล่าวในสมองของคนที่มีความเสื่อมของต่อมหมวกไตส่วนหน้า หรือ FTLD ซึ่งเป็นโรคเกี่ยวกับระบบประสาทที่เสื่อมบ่อยที่สุดหลังโรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสัน แต่น่าประหลาดใจที่ชนิดของโปรตีนที่พวกเขาคาดว่าจะพบในเส้นใยที่อาจเป็นอันตรายเหล่านี้ไม่มีอยู่เลย แทน โปรตีนที่รู้จักกันน้อยที่เรียกว่า TMEM106B ถูกระบุว่าเป็นผู้ร้าย

ผลการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร ธรรมชาตินักวิจัยกล่าวว่ามีแนวโน้มที่จะนำไปสู่การมุ่งเน้นใหม่กับ TMEM106B ใน FTLD และโรคทางสมองที่คล้ายคลึงกัน

FTLD ซึ่งเกี่ยวข้องกับความเสียหายต่อสมองกลีบหน้าและกลีบขมับ โจมตีคนก่อนวัยอันควรมากกว่าโรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสัน ทำให้เกิดภาวะสมองเสื่อมใน 80 คนจาก 100, 000 คนที่มีอายุระหว่าง 45 ถึง 64 ปี อาการอาจรวมถึงการเปลี่ยนแปลงพฤติกรรมเฉียบพลันและการลดลงของ ทักษะทางด้านภาษา. รูปแบบของโรคที่นักวิจัยศึกษามีลักษณะโมเลกุลโดยมวลรวมทรงกลมหนาแน่นในเซลล์สมองซึ่งประกอบด้วยโปรตีน TDP-43

แสดงโครงสร้างของโปรตีนสองชนิด

ซ้าย: โปรตีน TMEM106B ที่พับเหมือนสนามกอล์ฟ ขวา: โปรตีน TMEM106B ซ้อนทับกันเพื่อสร้างเส้นใยอะไมลอยด์ เครดิต: Yi Xiao Jiang และคณะ

ทีม UCLA สันนิษฐานว่าหากมีเส้นใยอะไมลอยด์ในสมองของผู้ที่มี FTLD เส้นใยเหล่านี้จะประกอบด้วย TDP-43

ผู้เขียนนำของการศึกษานี้คือ Yi Xiao (Sean) Jiang นักศึกษาระดับปริญญาโทด้านชีววิทยาระดับโมเลกุลของ UCLA และเพื่อนหลังปริญญาเอกของ UCLA Qin Cao ซึ่งทั้งสองทำงานในห้องปฏิบัติการของศาสตราจารย์ David Eisenberg แห่ง UCLA สามารถสกัดเส้นใย amyloid ออกจากเนื้อเยื่อสมองที่แช่แข็งได้จาก Mayo Clinic จาก ผู้ป่วยที่เสียชีวิตสี่รายที่ได้รับการวินิจฉัยว่าเป็น FTLD-TDP

อย่างไรก็ตาม การใช้เทคนิคที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่เยือกแข็ง หรือ cryo-EM ซึ่งช่วยให้พวกเขาถ่ายภาพโมเลกุลขนาดใหญ่ในรายละเอียดที่ไม่ธรรมดาได้ ร่วมกับ Michael Sawaya นักวิจัยด้านชีวสารสนเทศของ UCLA ระบุว่าเส้นใยประกอบด้วย TMEM106B หรือโปรตีนเมมเบรน 106B เพียงอย่างเดียว .

ผู้เขียนอาวุโส Eisenberg, Paul D. Boyer ศาสตราจารย์ด้านอณูชีววิทยาที่ UCLA และสถาบันการแพทย์ Howard Hughes กล่าวว่า ไม่ค่อยมีใครรู้จัก TMEM106B มากนัก แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ทางพันธุกรรมจะพบหลักฐานเมื่อสิบปีก่อนว่าการกลายพันธุ์ของโปรตีนเป็นปัจจัยเสี่ยงสำหรับ FTLD นักสืบ

เหมือนสนามกอล์ฟ: โครงสร้างของเส้นใยแอมีลอยด์ใน FTLD

Eisenberg ผู้ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับเส้นใย amyloid มาหลายปี กล่าวว่า การสะสมทางพยาธิสภาพของโปรตีน amyloid มีความเกี่ยวข้องกับโรคความเสื่อมและอาจถึงแก่ชีวิตได้มากกว่า 50 โรค

ในปี พ.ศ. 2548 ธรรมชาติ กระดาษ Eisenberg และทีมนักเคมีและนักชีววิทยาระดับโมเลกุลระดับนานาชาติรายงานว่าเส้นใยเหล่านี้ประกอบด้วยโปรตีนที่เชื่อมต่อกันเหมือนฟันของซิปซึ่งเป็นข้อสังเกตที่ได้รับการสนับสนุนจากการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ เขากล่าวว่า TMEM106B สร้างซิปโมเลกุลหลายตัว

การวิเคราะห์โครงสร้างของเส้นใย TMEM106B ของทีมแสดงให้เห็นว่าพวกเขามีคุณสมบัติร่วมกับเส้นใยที่ทำให้เกิดโรคที่พบในโรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสัน แต่มีความซับซ้อนมากขึ้น Eisenberg กล่าว เช่นเดียวกับเส้นใยอื่น ๆ พวกมันถูกสร้างขึ้นจากกองหลายพันชั้น แต่ละชั้นประกอบด้วยโมเลกุลโปรตีนเดี่ยวที่มีส่วนตรงและมุมโค้งงอ พับเป็นรูปร่างที่ซับซ้อน

ใน TMEM106B ห่วงโซ่โปรตีนแบบพับมี 18 ส่วนตรง ซึ่งนักวิจัยเปรียบเสมือนแฟร์เวย์ 18 แห่งของสนามกอล์ฟ และเช่นเดียวกับสนามกอล์ฟ แฟร์เวย์แรกและแฟร์เวย์ที่ 18 อยู่ใกล้กัน “ดังนั้นเราจึงบอกว่า TMEM106B มีลักษณะเหมือนสนามกอล์ฟ” Eisenberg กล่าว

ไม่ว่า TMEM106B อะไมลอยด์ไฟบริลมีส่วนทำให้เกิด FTLD-TDP หรือไม่ ยังไม่ชัดเจนว่าโปรตีน TDP-43 อาจมีบทบาทอย่างไร ซึ่งหน้าที่ปกติคือการเลี้ยงโมเลกุล RNA ที่มีพิมพ์เขียวดีเอ็นเอสำหรับโปรตีนจากนิวเคลียสของเซลล์สมองไปยังไซโตพลาสซึม

“TMEM106B อาจพบว่าเป็นสาเหตุของ FTLD ในกรณีดังกล่าว ความรู้ของเราเกี่ยวกับโครงสร้างจะช่วยในการออกแบบการรักษา” Eisenberg กล่าว “การวิจัยเพิ่มเติมอาจพบความเชื่อมโยงระหว่างการกระทำของ TMEM106B และ TDP-43 ยังเร็วเกินไปที่จะบอก

“แต่อย่างน้อย เอกสารฉบับนี้จะเตือนชุมชนของนักวิจัยที่ศึกษาการเสื่อมของระบบประสาทว่าโปรตีนชนิดใหม่อาจมีบทบาท” เขากล่าว

ผู้เขียนร่วมของ UCLA ได้แก่ Romany Abskharon, Peng Ge, Janine Fu, Rachel Ogorzalek และ Joseph Loo Michael DeTure และ Dennis Dickson จาก Mayo Clinic ในแจ็กสันวิลล์ ฟลอริดา ได้จัดเตรียมเนื้อเยื่อของผู้ป่วยและมีส่วนในการวิเคราะห์ทางระบบประสาท

ปัจจุบัน Cao หัวหน้าทีมวิจัยเป็นหัวหน้าห้องทดลองของตนเองที่ Shanghai Jiao Tong University ของจีน

แหล่งเงินทุน ได้แก่ สถาบันแห่งชาติด้านผู้สูงอายุ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของสถาบันสุขภาพแห่งชาติ และสถาบันการแพทย์โฮเวิร์ด ฮิวจ์ส

อ้างอิง: Jiang YX, Cao Q, Sawaya MR, และคณะ เส้นใยอะไมลอยด์ในโรค FTLD-TDP ประกอบด้วย TMEM106B ไม่ใช่ TDP-43 ธรรมชาติ. เผยแพร่ออนไลน์ 28 มีนาคม 2022:1-10 ดอย:10.1038/s41586-022-04670-9

บทความนี้ได้รับการตีพิมพ์ซ้ำจากเอกสารต่อไปนี้ หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับความยาวและเนื้อหา สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม โปรดติดต่อแหล่งที่มาที่อ้างถึง

(Visited 1 times, 1 visits today)

Be the first to comment

Leave a comment

Your email address will not be published.


*