Ein Stanford research-team identifiziert hat, ein merkwürdiger Art und Weise Gehirnzellen Ausbreitung der Entzündung in mehreren neurodegenerativen Erkrankungen—und ein Ansatz, der könnte gegen diese alle.
Viele neurodegenerative Erkrankungen haben eine gemeinsame Funktion, die machen Sie zu zugänglich, um die gleiche Behandlung, haben Forscher an der Stanford University School of Medicine herausgefunden haben.
„Wir haben identifiziert eine mögliche neue Methode zum Abbau von Nervenzellen Tod in einer Reihe von Krankheiten, die charakterisiert sind durch solche Verluste“, sagte Daria Mochly-Rosen, Ph. D., professor of chemical and systems biology an der Stanford.
Ein Papier beschreibt die Ergebnisse der Forscher war, die heute veröffentlicht in Nature Neuroscience. Mochly-Rosen ist der senior-Autor. Der führende Autor ist Postdoc-Stipendiat Amit Joshi, Ph. D.
Die Alzheimer-Krankheit, Chorea Huntington und die Amyotrophe Lateralsklerose oder Lou-Gehrig-Krankheit, die einen gemeinsamen Modus zu beschädigen Gehirn-Zellen, die Wissenschaftler gelernt, im Studium sowohl mit menschlichen Zellen in Kultur und Mausmodellen von Krankheiten. Dieser Schaden kann geblockt werden, durch die Verabreichung einer Substanz, hemmt ein wichtiger Schritt in diesem Prozess.
Die neue Studie impliziert zwei Arten von normalerweise schützenden Gehirn-Zellen genannt Gliazellen tripping off neuronale Zerstörung: Mikroglia-monitor das Gehirn für mögliche Probleme—sagen wir, Anzeichen von Gewebeverletzung oder die Anwesenheit von eindringenden Krankheitskeimen—und ausplündern Trümmer hinter sich gelassen, die von sterbenden Zellen oder protein-Aggregate. Astrozyten, die als das Gehirn die Neuronen fast 5 zu 1, Wachstumsfaktoren, wichtige Metaboliten und bestimmen Sie die Anzahl und Platzierung der Anschlüsse Neuronen machen mit einem anderen.
Neuronale bits und Fragmente wahrgenommen werden, wie außen-und für die gezielte Freigabe durch die mikroglia. Aber ein Teufelskreis von Glia-Zell-Aktivierung und Entzündung in Abwesenheit von neuronalen Ablagerungen.
Mochly-Rosen, von George D. Smith, Professor in Translational Medicine, und Ihre Kollegen entdeckt, dass die Mitochondrien, die wesentlichen Komponenten der Zellen, wurden Förder schädliche Signale von mikroglia auf Astrozyten und von Astrozyten zu Neuronen. Mitochondrien sind kleine Kraftpakete: Sie liefern Zellen mit Energie. Eine typische Nervenzelle hat Tausende von Ihnen. Ihre Fähigkeit zu kommunizieren Tod Signale von einer Zelle zur anderen war unerwartet.
Gewundene röhrenförmige Netze
Betrachtet close-up, Mitochondrien gewundenen röhrenförmigen Netze, die sich ständig im Recht ist-Größe in einem dynamischen Tanz der Kernfusion und Kernspaltung, durchgeführt von gegnerischen Versammlungen von Enzymen. Mitochondrien erhalten Häufig gemischt, um von einem Teil einer Zelle in die andere und muss shift Ihre Formen, die entsprechend Platz für Ihre Umgebungen: Zu viel fusion, und Sie werden zu tubby, um zu bekommen oder gut funktionieren. Zu viel Spaltung, und brechen Sie in dysfunktionalen Fragmente.
Ein Enzym namens Drp1, das erleichtert die mitochondriale fission geschleudert werden kann in Hyperaktivität durch neurotoxische protein-Aggregate wie diejenigen, die mit der Alzheimer -, Parkinson-oder Huntington-Erkrankungen oder Amyotrophe Lateralsklerose. Vor etwa sieben Jahren, Mochly-Rosen team eine winzige protein-snippet, oder Peptid, genannt P110, dass spezifisch blockiert Drp1-induzierten mitochondrialen fission, wenn es Verfahren bei einem übermäßigen Tempo, wie geschieht, wenn eine Zelle beschädigt ist.
Die Studie zeigte, dass eine nachhaltige P110 Behandlung über eine subkutane Pumpe über einen Zeitraum von mehreren Monaten senkte die microglial und astrozytären Aktivierung und Entzündung in den Gehirnen von Mäusen.
Dann, Experimentieren mit mikroglia in der Kultur, die Forscher eingeführt, toxische Proteine, die Ursache verschiedener neurodegenerativer Erkrankungen. Jede dieser Manipulationen trat die mikroglia in einem entzündeten Zustand, und Sie veröffentlicht, in der Brühe waren Sie badete, etwas, was eine Reise von entzündlichen Reaktionen in Astrozyten. Aber das hinzufügen P110, um die microglial Kultur Gerichten erheblich nach unten gewählt diese nachträgliche übertragung von microglial Entzündung der Astrozyten. Etwas, das die mikroglia vertrieben hatten, war die Bereitstellung des Signals.
Ebenso, etwas in der flüssigkultur in die entzündeten Astrozyten eingetaucht sei getötet Neuronen. Aber P110 abgestumpft, dass die Zerstörung, als auch. Zusätzliche Experimente zeigten, dass beide Typen von Glia-Zellen wurden wegtreiben beschädigten Mitochondrien in die Brühe.
‚Lethal für benachbarte Neuronen“
„Die meisten Leute haben gedacht, dass die Mitochondrien, das sich außerhalb der Zellen zu sein, die Geister von Toten oder sterbenden Zellen,“ Mochly-Rosen sagte. „Aber wir fanden viele von high-functioning-Mitochondrien in der Kultur-Brühe, zusammen mit beschädigten diejenigen. Und die Glia-Zellen, die Freisetzung von Ihnen erscheint sehr lebendig.“
Wie schon vor kurzem berichtet, auch gesunde Zellen routinemäßig release Mitochondrien in Ihrer Umgebung. Dies kann vorteilhaft sein, wenn diese Mitochondrien sind gesund, zu. Jedoch, die Mitochondrien freigesetzt durch entzündete mikroglia und Astrozyten wurden mehr apt beschädigt zu sein. Wenn vertrieben Mitochondrien sind in einem schlechten Zustand, es ist tödlich für den benachbarten Neuronen.
Blockieren diese mitochondriale Fragmentierung mit P110 in der mikroglia oder in den Astrozyten war genug, um deutlich reduzieren neuronalen Tod.
Wie vertrieben, Mitochondrien sind beschädigt produzieren inflammation und neuronalen Zelltod? „Wir arbeiten hart, um das herauszufinden“, sagte Sie.
Joshi und Mochly-Rosen eingereicht haben für ein patent auf P110 und Ihren nutzen in Huntington, ALS und andere neurodegenerative Erkrankungen.
Mochly-Rosen ist Mitglied des Stanford Bio-X, das Stanford Cardiovascular Institute, Stanford Mütterlichen & Child Health Research Institute, der Stanford Cancer Institute und die Wu Tsai Neurosciences Institute in Stanford, ein faculty fellow an der Stanford University ChEM-H, und Gründer und co-Geschäftsführer der FUNKE An der Stanford und der Gründer und Präsident von SPARK Global.
Andere Stanford co-Autoren der Studie sind Studierende, ABS Minhas; ehemalige post-doc-Stipendiat Shane Liddelow, Ph. D;; Bereketeab Haileselassie, MD, Ausbilder in der pädiatrischen klinischen Intensivmedizin; und Katrin Andreasson, MD, professor von Neurologie und von neurologischen Wissenschaften. Forscher von der Washington University School of Medicine auch beigetragen zur Studie.