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致癌基因竟是控制记忆产生的关键?

  日期:2018-02-09  来源: 基因测序产业网



科学家发现AKT蛋白质的不同亚型在记忆形成过程中的不同作用,这向神经系统疾病的靶向治疗迈进了关键的一步。


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如果你问一个普通人记忆由什么组成,他可能会想起童年时期的生日聚会或者是成年后举行婚礼的场景。但是如果你向Charles Hoeffer提问,他一定会想起一种蛋白质。


五年来,科罗拉多大学博尔德分校(CU Boulder)的生理学研究人员一直在对一种名为AKT的蛋白质(蛋白激酶B,又称PKB或Rac)进行研究,这种蛋白质广泛地存在于脑组织中,它帮助大脑适应新环境并产生新的记忆。直到目前,科学家们还是对AKT的作用机制知之甚少。


但是最近在由美国国立卫生研究院支持发表的一篇论文中,Hoeffer和他的团队首次阐明了这一点,他们发现AKT有三种不同亚型,分别存在于不同的脑细胞中,并以非常不同的方式影响着大脑的健康。


这一发现可能会为一些疾病,像脑瘤——约翰·麦凯恩(08年输给奥巴马的参议员)曾患过的脑胶质瘤、阿尔茨海默病和精神分裂症,带来更有针对性的新疗法。


“这是与一系列的神经系统疾病有关的核心蛋白,但人们对它的了解很少,”Hoeffer 说,“而我们第一次对AKT的不同亚型在大脑中的功能,与存在的位置进行了综合性探究。”


AKT早在20世纪70年代就被发现,以“致癌基因”(如果突变可以促使细胞癌变的基因)的身份为大众熟知,而最近它被认为在“突触可塑性”的发生中扮演关键角色,它帮助大脑根据自身的活动增强神经细胞间的连接能力。


“假设你现在看到一只大白鲨,感到很害怕,你的大脑就会对这件事情产生记忆。而产生记忆需要制造新的蛋白质。”Hoeffer 说,“AKT就是在这个过程中最早出现的蛋白质之一,它是打开记忆生产工厂的核心开关。”


但不是所有种类的AKT都起同样的作用。


在这项研究中,Hoeffer的团队在小鼠身上分别构建了三种AKT亚型(或变异型)的基因沉默模型,并观察小鼠的大脑活动。


他们有了许多关键的发现:


AKT2只在星形胶质细胞(astroglia)中被发现,这种星形细胞在大脑和脊髓中起支持和分隔神经细胞的作用,可因脑瘤或脑损伤发生变化。


“这是一个非常重要的发现,”共同作者Josien Levenga(该项目博士后研究员)表示,“如果能研制出一种只针对AKT2而不影响其他亚型的靶向药物,就可以有效地减少相关疾病治疗过程中产生的副作用。”


研究人员还发现,AKT1在神经元中普遍存在,它可能是机体根据自身活动,增强突触间连接强度中最关键的亚型,而这个过程就是记忆的形成。(这一点与之前的研究一致,即AKT1的突变会增加患精神分裂症和其他脑部疾病的风险,这与患者感知或记忆的方式存在缺陷有关。)


AKT3基因沉默的小鼠脑容量更小,可能说明这种亚型在大脑生长发育中起关键作用。“在此之前,有一种假说认为这几种蛋白基本上在相同的细胞中,以相同的方式起同样的作用。而现在我们对此有了更深入的了解。”Hoeffer表示。


他指出,AKT抑制剂已经用于癌症治疗,但他希望能有一天可以开发出特异性更强的药物(如AKT1增强剂用于阿尔茨海默氏症和精神分裂症,AKT2抑制剂用于治疗癌症),让其他亚型不受干扰,以防止副作用的产生。


更多的动物实验正在进行,以确定当不同亚型的蛋白质表达受影响时,机体产生的变化。最后作者总结说:“同类型的疗法有很大希望应用于神经系统疾病的靶向治疗,其疗效和精确性都要比那些一刀切的方法更好。而本项研究朝着这个目标迈出了重要的一步。”


本文来源于:转化医学网



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