ALS : 새로운 기술은 세포에 독성 단백질 침착을 방지합니다
드문 신경 질환 근 위축성 측삭 경화증을 앓는 대다수의 사람들은 공통적으로 한 가지 특징을 가지고 있습니다. 즉, 영향을받은 신경 세포에 결함이있는 TDP-43 단백질의 독성 축적입니다.
사후 증거에 따르면 근 위축성 측삭 경화증 (ALS) 환자의 97 %가 이러한 독성 단백질 침전물을 가지고 있습니다.
TDP-43 결함이 전 측두엽 치매의 45 %, 알츠하이머 병의 60 %, 만성 외상성 뇌병증 사례의 80 %에서 발생한다는 증거도 있습니다.
이제 펜실베이니아에있는 피츠버그 대학의 과학자들은 독성 TDP-43 침전물의 형성을 방지 할 수있는 접근법을 개발했습니다.
그들은 배양 된 인간 신경 세포에서 세포 사멸이 뒤 따르는 TDP-43의 축적을 초래할 조건을 재현했습니다.
이 시점에서 그들은 TDP-43을 표적으로하는 특정 분자, 즉 단백질의 RNA 결합 파트너가 없을 때에 만 침전물이 형성된다는 것을 알아 차 렸습니다. 그러나 누락 된 RNA 결합 파트너의 작용을 모방 할 수있는 분자를 추가하면 TDP-43 침전물이 세포에서 형성되는 것을 방지했습니다.
현재 저널에 실린 연구 뉴런, 유전자보다는 단백질에 초점을 맞춘다는 점에서 독특합니다.
선임 연구 저자 인 크리스토퍼 J. 도넬리 (Christopher J. Donnelly, Ph.D.) 신경 생물학 조교수는 설명합니다.“일부 환자에서 질병을 유발하는 유전자를 표적으로 삼는 것입니다. 그들 모두.”
"전에는 한 번도 해본 적이 없습니다."라고 그는 덧붙입니다.
ALS는 '신경 변성 스펙트럼'에 있습니다.
진행성 상태 인 ALS는 자발적인 움직임을 제어하는 신경 세포 또는 뉴런의 죽음을 유발합니다. 죽는 신경 세포에는 사람들이 말하고 걷고 씹을 수있는 세포가 포함됩니다.
미국 질병 통제 예방 센터 (CDC)에 따르면 불완전한 기록으로 인해 미국에서 얼마나 많은 사람들이 ALS를 앓고 있는지 명확하지 않습니다.
그러나 보고서가있는 곳에서는 2014 년에 미국에서 "거의 16,000 명"이 ALS에 걸렸으며 매년 약 5,000 명이이 질병에 걸렸다는 사실을 알게됩니다.
현재 ALS에 대한 치료법은 없으며 상태의 진행을 늦추거나 중단 또는 역전시키는 효과적인 치료법도 없습니다. ALS는 모든 연령에서 발생할 수 있지만 55 ~ 75 세의 사람들에게서 가장 일반적으로 발생하며 남성이 여성보다 발병 할 가능성이 약간 더 높습니다.
사람들이 더 오래 살아남는 경우도 있지만 대부분의 사람들은 증상이 시작된 후 2 ~ 5 년을 산다. 예를 들어 유명한 물리학 자이자 우주 학자 인 Stephen Hawking은 1963 년 ALS를 개발했다는 사실을 알고 55 년 만에 사망했습니다.
연구 배경에서 Donnelly 박사와 동료들은“임상 적, 유전 적, 신경 병리학 적 특징이 크게 겹치기 때문에”과학자들은 ALS와 전 측두 측두엽 치매가 동일한“신경 변성 질환 스펙트럼의 다른 지점에 존재한다고 제안했습니다. .”
단백질을 조사하는 새로운 접근법
Donnelly 박사가 설명했듯이“신경 퇴행성 장애 환자의 대다수는 특정 돌연변이가 없기 때문에 유전자 대신 단백질을 조사하기로 결정했습니다.” 새로운 기술 덕분에 세포 내부의 단백질 상호 작용을 관찰 할 수 있었기 때문에 TDP-43을 조사 할 시간이 무르 익었습니다. 이전에는 불가능했습니다.
연구팀은 과학자들이 광선을 사용하여 세포 내부의 분자를 특정 상호 작용으로 이동시킬 수있는 새로운 기술인 광 유전학을 사용했습니다.
그들은 접시에 ALS와 같은 질병 상태를 생성 한 다음 TDP-43 단백질을 서로에게 밀어 붙였을 때 무슨 일이 일어 났는지 관찰했습니다.
과학자들은 인간의 신경 세포가 TDP-43 단백질이 내부에 모여 죽는 것을 지켜 보았습니다.
추가 조사에 따르면 단백질은 RNA 결합 파트너가 없을 때에 만 독성 침전물을 형성했습니다.
RNA 결합 파트너는 TDP-43 단백질에 부착하여 서로 뭉치는 것을 방지하여 신경 세포를 보호하는 것으로 보입니다.
단백질에 부착 된 '베이트-올리고 뉴클레오티드'
연구자들은 그들이 본 것에 영감을 받아 RNA 결합 파트너처럼 TDP-43을 특이 적으로 표적화하고 부착하는 올리고 뉴클레오티드 분자를 개발했습니다.
이 접근법은 효과가있었습니다. 연구팀은 도입 된 올리고 뉴클레오티드가있을 때 단백질이 침전물을 형성하지 않고 세포가 계속 살아남는 것을 확인했습니다. Donnelly 박사는 분자를 "베이트-올리고 뉴클레오타이드"라는 별명으로 명명했다고 말합니다.
그와 그의 팀은“접시의 질병”과“미끼”분자를 사용하는 유사한 접근법이 결함이있는 단백질을 포함하는 다른 신경 퇴행성 장애에서 작동 할 수 있다고 믿습니다.
여기에는 타우 단백질의 엉킴이 세포 내부에 축적되는 알츠하이머 병과 세포가 a- 시누 클레인 단백질 침전물로 막히는 파킨슨 병이 포함됩니다.
그러나 실험실의 유망한 결과를 인간에게 효과가있는 치료법으로 변환하기 위해해야 할 일이 여전히 많습니다.
“낚시를한다면 미끼로 물고기를 잡으려고합니다. 우리의 경우에는 여분의 단백질이 서로 뭉치지 않도록 미끼를 남겨두고 있습니다.”
Christopher J. Donnelly, Ph.D.
