根据帕金森病基金会的数据,美国约有100万人患有帕金森病,每年新诊断病例近9万例。帕金森病是一种长期、渐进性的脑部疾病,会逐渐破坏产生多巴胺的神经细胞,而这些细胞对控制流畅运动至关重要。
目前大多数治疗方法都集中在缓解症状上,但其效果往往会随着时间推移而减弱。现在,凯斯西储大学的研究人员已确定了一种导致该疾病潜在损伤的特定生物通路。
有害的蛋白质连锁反应
这项最近发表在《分子神经退行性疾病》杂志上的研究解释了脑细胞内有毒蛋白质的积聚如何导致负责运动的神经元死亡,这是帕金森病的标志性特征。
"我们发现了一种有害的蛋白质相互作用,这种相互作用损害了大脑细胞的'能量工厂',即线粒体,"该研究的高级作者、凯斯西储大学医学院脑科学Jeanette M.和Joseph S. Silber教授Xin Qi表示。"更重要的是,我们开发了一种有针对性的方法,可以阻断这种相互作用并恢复健康的脑细胞功能。"
经过三年的调查,研究团队发现,已知在帕金森病中积聚的α-突触核蛋白会异常地与一种名为ClpP的酶结合。这种酶通常有助于维持细胞健康,但这种相互作用破坏了其功能。
大脑能量供应受损
当α-突触核蛋白干扰ClpP时,线粒体开始失效。这些结构充当细胞的能量发生器,其功能受损会引发广泛的神经退行性和脑细胞损失。在多种研究模型中进行的实验还表明,这种分子相互作用加速了帕金森病的进展。
为了对抗这一过程,研究人员开发了一种名为CS2的治疗方法。该化合物旨在阻断有害的蛋白质相互作用,并帮助线粒体恢复其正常功能。CS2充当诱饵,将α-突触核蛋白从ClpP上吸引开,防止其损害细胞的能量系统。
在多种研究模型中,包括人脑组织、患者衍生的神经元和小鼠模型,CS2减少了脑部炎症,并改善了运动和认知表现。
针对疾病本身,而不仅仅是症状
"这代表了一种治疗帕金森病的全新方法,"医学院生理学和生物物理学系的研究科学家Di Hu表示。"我们不是仅仅治疗症状,而是针对疾病本身的一个根本原因。"
这一突破建立在凯斯西储大学在线粒体生物学和神经退行性疾病研究方面的优势之上,以及其合作环境和先进的实验模型。这些资源帮助将基本生物学见解转化为潜在的治疗策略。
迈向临床应用的下一步
在接下来的五年中,研究团队的目标是将这一发现推向人类临床试验。计划开展的工作包括完善用于人类的药物,扩大安全性和有效性测试,确定与疾病进展相关的关键分子生物标志物,以及推进以患者为中心的治疗方法。
"总有一天,"Qi表示,"我们希望开发出针对线粒体的疗法,使人们能够恢复正常的功能和生活质量,将帕金森病从一种致残的渐进性疾病转变为可管理或可治愈的疾病。"
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