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Genes & Dev:阻止脑细胞凋亡新分子

北卡罗莱纳大学研究人员最近发现了一种能使脑细胞抵抗程序性细胞死亡的新分子,该发现预示着一种新的治疗方法,能使神经退行性病变和中风患者脑细胞存活率大大提高。相关研究发表在近日的《基因与发育》(Gene and Development)杂志网站上。

程序性死亡是有机体为维持内环境稳定,由基因控制的细胞自主的有序性死亡。新分子称为微型 核糖核酸-29(miR-29),是一种微小的核苷酸链,在某些神经退行性疾病如老年痴呆症、亨廷顿舞蹈病等进行短期给药实验中已显示出效果。主要研究 者、北卡罗莱纳大学细胞与发展生物学副教授莫哈尼斯·戴斯穆克说:“这种分子能阻止细胞凋亡的开启,而细胞调亡程序一旦开启,脑细胞会被破坏并最终死 亡。”
 
大量的神经细胞会随着身体的正常衰老最终死亡。神经细胞必须跨越很大距离,连接受神经支配 的四肢、肌肉和重要器官,但并非所有神经细胞都能达到它们的目标组织。第一批神经细胞到达目标后,一些小分子混合物因子会产生,并在这批神经细胞凋亡后留 存下来,一旦发育阶段结束,剩下来的神经细胞就不再受凋亡机制的影响而活得更久,但是什么原因让这些细胞能突然免于死亡还是个谜。
 
戴斯穆克认为,关键可能就在于微型核糖核酸(microRNAs)。这种分子微小却强大, 能让人体所有基因中的三分之二失去活性。尽管microRNAs在近几年成为研究热点,但对它在细胞凋亡中的作用研究得还很少。戴斯穆克和同事决定研究所 有已知的microRNAs,以观察它们在年幼小鼠和成年小鼠的神经元中有什么不同。
 
一般情况下,年幼小鼠的神经细胞接到死亡指示就会凋亡。研究人员把一种名为miR-29的 微型核糖核酸分子注射到年幼小鼠的神经元中后却发现,即使接到多重死亡信号,细胞也能抵抗凋亡。他们还分析了凋亡过程的多个步骤,发现在调亡程序的开启过 程中,miR-29和一群称为BH3-only基因家族中的5个成员发生了相互反应,而回避了其他的基因成员。
 
戴斯穆克解释说,“击倒”这些成员中的任何一个,都不会产生显著效果,因为有其他成员继续 工作,而miR-29能瞄准该家族中的多个成员,从根本上一击中标,让调亡程序不能打开。实验显示出,这种单分子只瞄准了对神经细胞调亡起关键作用的成 员,因此它作为一种保护脑细胞的特殊手段,不会让脑细胞生长失控而导致癌变。
 
戴斯穆克正在计划用老年痴呆症、帕金森氏症和ALS(肌萎缩侧索硬化症)等病症模型继续实验研究,进一步测试新分子在阻止神经退行性病变方面的效果。此外,他还在积极筛选小分子混合物,以加强miR-29在提高神经细胞存活率方面的作用。

参阅文献:Genes & Development 2011年  第25卷 第2期 125-130页

miR-29b is activated during neuronal maturation and targets BH3-only genes to restrict apoptosis

The execution of apoptosis is critical for proper development of the nervous system. However, it is equally important that neurons strictly inhibit apoptosis after development to ensure their survival throughout the lifetime of the organism. Here we show that a microRNA, miR-29b, is markedly induced with neuronal maturation and functions as a novel inhibitor of neuronal apoptosis. The prosurvival function of miR-29b is mediated by targeting genes in the proapoptotic BH3-only family. Our results identify a unique strategy evolved by maturing neurons that uses a single microRNA to inhibit the multiple, redundant BH3-only proteins that are key initiators of apoptosis.

 

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北卡罗莱纳大学研究人员最近发现了一种能使脑细胞抵抗程序性细胞死亡的新分子,该发现预示着一种新的治疗方法,能使神经退行性病变和中风患者脑细胞存活率大大提高。
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