一项由威尔康奈尔医学院研究人员领导的最新研究介绍了一种突破性的临床前模型,为研究帕金森病机制提供了独特的平台,并提出了一种可能简单的早期疾病检测方法。
在他们的研究中,该稿件于7月23日发表在《自然通讯》上,研究人员展示了在小鼠的光感应杆状细胞中破坏参与蛋白质运输的关键元素会导致视网膜中 α-突触核蛋白聚集的积累,这是患者帕金森病的一个标志。
威尔康奈尔医学院干细胞研究的贝蒂·纽沃斯·李和千利教授丁华松博士形容这个模型为一种独特的方法,能更紧密地反映人类帕金森病的特征,相较于其它现有的小鼠模型。
研究的主要作者包括来自Sung实验室的博士后研究人员冯承、杨楠、中岛信幸和伊拉哈智,以及威尔康奈尔医学院眼科学细胞生物学研究的副教授庄仁贞博士和威尔康奈尔医学院眼科学神经科学研究的助理教授尼塔·罗伊博士。
帕金森病是仅次于阿尔茨海默病的第二大常见神经退行性疾病,约影响一百万美国人,每年在美国大约诊断出90,000例新病例。虽然通常以其对运动的影响而闻名,帕金森病还可能通过多种其它症状表现出来,影响视觉、认知、睡眠模式和胃肠功能。
在他们的研究中,团队对小鼠进行了基因改造,以使其在杆细胞中缺乏VPS35蛋白基因,这是视网膜中主要的光感应神经元。VPS35在细胞内物质的分类和运输中起着作用,包括处理异常蛋白质。VPS35基因的突变与一种家族性帕金森病相关。
研究人员观察到,缺乏VPS35的杆细胞在年轻时开始失去突触连接,导致视觉功能障碍,类似于帕金森病患者所见。这种损失触发了α-突触核蛋白聚集的形成,最终随着受影响的杆细胞的恶化,小鼠视网膜展示了与路易小体类似的不可溶性包涵物,这是包含α-突触核蛋白聚集的帕金森病特征病理标志。
对VPS35与其他蛋白质相互作用的分析揭示了其在清除聚集的α-突触核蛋白和防止其积累中的双重作用,从而提供了对破坏该蛋白质重大影响的见解。
丁博士强调了这个新模型在研究疾病机制和测试潜在治疗方法上的潜力,突出了其快速了病程进展与避免对α-突触核蛋白进行人工修饰相比于现有模型的优势。
研究结果还建议了一条有前景的帕金森病检测途径,因为研究人员能够使用标准眼科设备检测缺乏杆细胞VPS35的三个月大小鼠的自发荧光信号,这一方法他们计划在临床试验中探索。
丁博士打算扩大VPS35敲除小鼠的使用,以研究阿尔茨海默病,考虑到VPS35突变与该疾病之间的联系。
随着丁博士对进一步探索充满期待,这项研究得到了国家眼科研究所和国家衰老研究所的部分支持,二者均是国家卫生研究院的组成部分,资金来自各种拨款。