研究揭示了神經(jīng)細胞中正在發(fā)生的事情，實(shí)驗室FCS助力研究

一項新研究表明，脆弱的X綜合征細胞中的許多異常與人體主要的質(zhì)量控制系統之一的故障有關(guān)。該研究發(fā)表在《 自然細胞生物學(xué)》上，提供了對該疾病的分子機制的新見(jiàn)解，以及尋找潛在治療方法的途徑。

當個(gè)人不制造稱(chēng)為FMRP的脆弱X蛋白時(shí)，就會(huì )發(fā)生脆弱X綜合征，這是正常大腦發(fā)育所必需的。目前，關(guān)于這種關(guān)鍵蛋白的喪失如何導致該疾病的特征性智力障礙和嚴重學(xué)習問(wèn)題的知之甚少。

羅切斯特的研究人員發(fā)現，缺乏FMRP的細胞中有許多不規則現象是由于無(wú)意義的無(wú)意義介導的mRNA衰變或NMD失控所致。RNA生物學(xué)家Lynne E. Maquat博士發(fā)現了 NMD，就像分子指南一樣，它可以幫助我們的細胞做出明智的決定，(在大多數情況下)可以改善細胞功能并有助于身體健康。例如，NMD可幫助我們的細胞適應發(fā)育及其環(huán)境的變化，并 更快地響應某些刺激。

通過(guò)一系列的細胞分析，Maquat的團隊發(fā)現NMD影響整個(gè)大腦的廣泛基因，包括控制運動(dòng)控制和與注意力，學(xué)習和語(yǔ)言有關(guān)的認知過(guò)程的基因。他們還發(fā)現，當細胞中不存在FMRP時(shí)(就像在脆弱的X綜合征患者中一樣)，無(wú)意義介導的mRNA衰減會(huì )變成過(guò)度驅動(dòng)。

在使用易碎X綜合征患者的誘導多能干細胞(iPSC)進(jìn)行的多個(gè)實(shí)驗中，第一作者兼研究助理教授Tatsuaki Kurosaki博士。揭示了用稱(chēng)為小分子抑制劑的化合物搗固NMD可恢復細胞中的某些神經(jīng)功能。

高級研究作者 ，羅切斯特大學(xué)醫學(xué)院(Rochester University of Medicine and Dentistry)生物化學(xué)與生物物理系教授，教授J. Lowell Orbison授課的Maquat說(shuō)：“這是了解這種疾病如何發(fā)展的一大進(jìn)步 。” “雖然NMD以各種方式支持我們的細胞，但過(guò)多地破壞了維持基因表達和蛋白質(zhì)創(chuàng )造的復雜分子平衡。沒(méi)有NMD是不好的，但是過(guò)多則有害。”

脆弱的X綜合征的治療可以緩解諸如行為問(wèn)題等癥狀，支持服務(wù)可以幫助建立重要的技能，如說(shuō)話(huà)和走路，但這種疾病無(wú)法治愈。

細胞研究?jì)H提供疾病過(guò)程的快照。Kurosaki和Maquat目前正在使用脆性X綜合征的小鼠模型來(lái)更好地理解FMRP和無(wú)義介導的mRNA衰變在整個(gè)發(fā)育的各個(gè)階段-子宮內，出生后和成年期之間的相互作用。他們希望了解何時(shí)以及何時(shí)增加NMD，然后測試不同的化合物以使其恢復正常水平。

Maquat也是 羅切斯特大學(xué)RNA生物學(xué)中心的負責人， 已經(jīng)花了 40多年的時(shí)間來(lái)研究無(wú)義介導的mRNA衰變。NMD過(guò)程的核心是mRNA或信使RNA，它從DNA獲取遺傳指令，然后將其運送到細胞的另一部分，然后將指令翻譯成蛋白質(zhì)。mRNA是基因表達的關(guān)鍵組成部分，Maquat是最早發(fā)現其在人類(lèi)健康和疾病中的重要性并認識到基于RNA的治療方法具有巨大潛力的第一批科學(xué)家之一 。

隨著(zhù)多種mRNA COVID-19疫苗的開(kāi)發(fā)和批準， RNA在2020年引起了人們的關(guān)注。Maquat認為，這是開(kāi)發(fā)基于RNA的療法的冰山一角。她看到了發(fā)現和開(kāi)發(fā)更多治療傳染病，易碎X綜合征和強直性肌營(yíng)養不良等遺傳性疾病的方法的巨大機會(huì )。

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來(lái)源：生物幫

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