'너무 많은'뇌 칼슘은 파킨슨 병을 유발할 수 있습니다
영국 케임브리지 대학의 새로운 연구에서 뇌 세포의 신호 메커니즘에서 칼슘의 역할에 대한 통찰력은 파킨슨 병의 원인을 이해하는 데 더 가까워졌습니다.
뇌 세포 내부에 독성 단백질 침착 물 또는 루이체가 존재하는 것은 파킨슨 병의 대표적인 특징입니다.
침전물에는 알파-시누 클레인과 잘못된 모양으로 접힌 다른 단백질의 클러스터가 포함되어 있습니다.
새로운 연구-현재 저널에 게재 됨 Nature Communications — 칼슘이 알파-시누 클레인이 시냅스 소포에 결합하는 방식에 영향을 미친다는 것을 보여줍니다.
시냅스 소포는 뇌 세포 사이에 신호를 전달하는 신경 전달 물질 또는 화학 전달자를 보유하는 신경 말단의 작은 구획입니다.
케임브리지 대학의 분자 신경 과학 박사후 연구원 인 공동 제 1 저자 인 앰 벌리 스티븐스 (Amberley Stephens) 박사는“세포에 칼슘과 알파-시누 클레인이 너무 많을 때 다른 하나는 균형이 기울어지고 응집이 시작되어 파킨슨 병으로 이어집니다.”
정상 vs. 비정상 알파-시누 클레인
미국의 약 100 만 명을 포함하여 전 세계적으로 파킨슨 병에 걸린 사람이 천만 명 이상입니다. 파킨슨 병에는 운동 조절에 중요한 도파민이라는 신경 전달 물질을 생성하는 뇌 세포가 점진적으로 파괴됩니다.
따라서 질병이 진행됨에 따라 움직임 저하, 경직, 떨림, 조정 및 균형 장애와 같은 증상이 악화됩니다.
최근 연구에 따르면 파킨슨 병은 도파민을 생성하지 않는 뇌 세포에도 영향을 미치므로 일부 증상이 운동과 관련이없는 이유를 설명 할 수 있습니다.
알파-시누 클레인의 비정상적인 클러스터 (140 개 아미노산 만 포함하는 작은 단백질)는 파킨슨 병에 존재하는 루이체의 주요 요소이지만, 그 정상적인 형태는 여러 뇌 세포 기능에 필요한 것으로 보입니다.
그러나 단백질이 어떻게 든 시냅스 소포와 상호 작용하여 시냅스 (또는 신경 말단과 다음 세포 사이의 틈)를 통한 분자의 원활한 이동을 보장한다는 사실을 제외하고는 기본 메커니즘에 대해 거의 알지 못합니다.
알파-시누 클레인은 '칼슘 센서처럼'작용합니다.
“알파-시누 클레인”은 케임브리지 대학교 화학 공학과 생명 공학과의 가브리엘 카민스키 쉬 얼레 박사는“알파-시누 클레인은 구조가 매우 적은 매우 작은 단백질이며 다른 단백질과 상호 작용해야합니다. 기능을 갖추기 위해 구조 때문에 공부하기가 어려웠습니다.”
현미경 기술의 발전은 연구자들이 이제 세포 내부에서 일어나는 일을 관찰 할 수 있음을 의미합니다.
Kaminski Schierle 박사와 동료들은 "초 해상도 현미경"과 "분리 된 시냅스 소포"를 사용하여 알파-시누 클레인의 상세한 행동을 조사했습니다.
그들은 칼슘 수치가 세포에서 상승하면 알파-시누 클레인이 한 지점 이상에서 소포에 결합하여 소포가 클러스터를 형성한다는 것을 발견했습니다.
공동 제 1 저자 인 화학 공학 및 생명 공학과의 Janin Lautenschläger 박사는 "알파-시누 클레인이 거의 칼슘 센서와 같다고 생각합니다."라고 설명합니다.
"칼슘이있는 상태에서 칼슘은 그 구조와 환경과 상호 작용하는 방식을 바꾸는데, 이는 정상적인 기능에 매우 중요 할 것입니다."
섬세한 균형
저자들은 단백질과 칼슘 사이의 미묘한 균형이 깨졌을 때 알파-시누 클레인의 비정상적인 클러스터가 형성된다고 제안합니다. 그들은 다음과 같이 불균형을 일으킬 수있는 여러 가지를 제안합니다.
- 과잉 단백질 제거의 노화 관련 지연
- 유전자 복제로 인한 알파-시누 클레인 생산의 배가
- 파킨슨 병에 취약한 뇌 세포에서 더 높은 칼슘 수치
- 파킨슨 병에 민감한 세포에서 칼슘을 효과적으로 완충 할 수 없음
알파-시누 클레인이 건강과 질병 모두에서 어떻게 작용하는지에 대한보다 자세한 이해는 파킨슨 병에 대해 절실히 필요한 신약으로 이어져야한다고 저자들은 결론지었습니다.
그들은 또한 심장병에서 칼슘 채널을 차단하는 약물이“세포 내 칼슘 부하를 낮추어 [파킨슨 병]에 대항하는 유용한 후보임이 입증 될 수 있습니다.”라고 지적합니다.
"칼슘이 알파-시누 클레인이 시냅스 소포와 상호 작용하는 방식에 영향을 미친다는 것을 본 것은 이번이 처음입니다."
Janin Lautenschläger 박사
