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肌萎缩侧索硬化症(ALS)也被称作“渐冻症”,不幸患有ALS的患者,他们的运动皮层、脑干和脊髓中的运动神经元会发生选择性退化,因此患者会逐渐丧失运动能力和呼吸功能,最终导致死亡。
目前,ALS仍然缺乏有效的治疗手段,其中大多数患者属于散发性ALS,患病原因来自遗传易感性和衰老的复杂相互作用,研究难度较大。还有约10%的案例属于遗传性ALS,这类患者的疾病发生与涉及不同细胞过程的数十个基因突变有关,其中一个名为FUS的基因突变发生率较高。
FUS蛋白参与着DNA与RNA的加工过程,在各类组织细胞中都有着重要作用。但过往的研究发现,运动神经元非常容易受到突变FUS蛋白的影响,其中DNA修复、转录和RNA剪接过程都会因此受损。
与散发性ALS相比,这些发现为遗传性ALS带来了一些潜在的治疗希望,但科学家仍然需要更多潜在的靶点进行测试,验证它们的治疗效果。在最近的《细胞报告》杂志上,科隆大学的研究团队找到了两种关键蛋白,它们与致病性很强的FUS突变体FUS P525L具有相互作用,并对运动神经元的退化产生了关键影响。通过靶向这两种蛋白,作者可以有效保护运动神经元,改善细胞功能,为遗传性ALS治疗提供了潜在靶点。
实验中,作者借助人类诱导多能干细胞培养出了带有不同类型FUS蛋白的运动神经元,与携带野生型FUS的相比,拥有FUS P525L的神经元内部可以检测到一些疾病相关的FUS蛋白聚集,并且细胞处理应激颗粒的速度更慢,这也推动了神经元的凋亡。
此外,与野生型FUS相比,突变体FUS有着独特的相互作用蛋白,其中一种名为PARP1,该蛋白参与了多聚核糖基化过程;另一种为组蛋白H1.2,对DNA缠绕成染色体结构必不可少。作者发现,无论是抑制两种蛋白中的任何一种,都可以阻止突变FUS蛋白在神经元中的聚集,并改善神经元退化。
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