一项新的研究发现,大脑的能力清除蛋白质amyloid-β42 (Aβ42)——阿尔茨海默病的发病机制中扮演着重要角色,与我们的昼夜节律。结果发表在公共科学图书馆遗传学。

昼夜节律和阿尔茨海默氏症

越来越多的研究继续演示打乱昼夜节律和疾病之间的联系。昼夜节律变化,如睡眠-觉醒节律,在各种各样的突出神经退行性疾病,如帕金森病、亨廷顿氏舞蹈症和阿尔茨海默氏症。

阿尔茨海默病的临床特点是Aβ42斑块的形成,破坏神经功能。这些斑块是通过免疫细胞在大脑中发现的一种叫做小胶质细胞(在外围,这些免疫细胞被称为巨噬细胞)通过吞噬作用。巨噬细胞和小胶质细胞髓细胞的一个例子。

珍妮弗·赫尔利博士副教授在伦斯勒理工学院生物科学,侧重于分子机制研究昼夜节律。以前,赫尔利博士和他的同事们在皇家外科学院在爱尔兰发现巨噬细胞rna -蛋白质和相应的昼夜节律振荡。

“我们知道,每天有一个振荡在大脑中的淀粉样β蛋白的水平,”她说捷克葡萄牙直播技术网络。“我们也知道小胶质细胞,巨噬细胞的大脑,负责清除β淀粉样蛋白。”

“我们先前的研究告诉我们,有一个生理振荡粒子在哺乳动物巨噬细胞的吞噬作用。我们认为可能有两个之间的联系,这有一个振荡吞噬作用的β淀粉样蛋白。”

确实是这样,赫尔利和他的同事们发现,β淀粉样蛋白吞噬作用做了生理周期的振荡。但是,通路造成本条例?

“我们测试通路调节吞噬作用,发现这些通路没有控制节奏。一个合作者的工作表明,硫酸乙酰肝素-发现在细胞表面可能参与其中。它调节β淀粉样蛋白原纤维形成,”赫尔利说。“这使我们跟踪的水平硫酸乙酰肝素在生理时间。”

一个优雅的研究

该研究小组为这个工作依靠两个关键技术。“首先,我们使用一个模型的吞噬我们发展了早期研究巨噬细胞来源于骨髓(从而避免陷阱与细胞系)跟踪吞噬作用随着时间的推移,”赫尔利说。“其次,我们与硫酸乙酰肝素的分析,专家可以使用质谱分析(MS)给我们一个完整的巨噬细胞中硫酸乙酰肝素含量随着时间的推移,”她补充道。

昼夜节律之间的关系的证据,蛋白聚糖和Aβ42间隙

研究人员发现,在巨噬细胞,细胞表面蛋白多糖生产在最低点Aβ42结关最高点时:“质/ MS分析巨噬细胞在生理时间显示不同的节奏在硫酸乙酰肝素蛋白聚糖水平,”出版的作者写道。

当巨噬细胞酶分解处理硫酸乙酰肝素蛋白聚糖,Aβ42吞噬作用的振动干扰,增加吞噬作用发生。

“总的来说,我们的数据显示髓细胞的作用的昼夜时间间隙Aβ42和大道的昼夜节律中断会导致增强的AD发病机制,”出版的作者写道。赫尔利强调,该研究小组不确定为什么这个规定发生,但它表明生物钟之间存在关系,蛋白聚糖和Aβ42间隙。

赫尔利强调,总是有限制科学研究,在这种情况下,它是体外使用巨噬细胞性质的工作,不小胶质细胞。“虽然这些巨噬细胞通常表现为小胶质细胞,可能会有天真和大脑常驻巨噬细胞之间的行为差异,”她说。

对治疗阿尔茨海默病的潜在影响

阿尔茨海默病的治疗景观——不幸的是——几十年来进展缓慢。许多治疗目标β淀粉样蛋白间隙没有在临床试验中。捷克葡萄牙直播问赫尔利本研究如何影响阿尔茨海默病治疗策略。

“β淀粉样蛋白间隙的失败的原因是不清楚,但它已经表明,我们应用治疗的时候,所造成的损失可能已经过剩的β淀粉样蛋白或治疗不有效地清除β淀粉样蛋白,”她说。“这项研究的伟大之处是它表明一种机制,可能超出了其他fibril-forming蛋白质淀粉样β蛋白的间隙。”

赫尔利强调,这项工作也提供了一个潜在的机制来解释为什么简单的生活变化,如良好的生理卫生——都在生命早期和晚期——可能缓解阿尔茨海默氏症的症状或预防疾病发展或进展而不需要药物治疗。

硫酸乙酰肝素也广泛参与炎症反应,其振荡在细胞表面可能有潜在意义对人类健康和疾病的其他方面的影响。

赫尔利和他的同事们的下一个步骤将是了解监管发生,希望他们能找到一种方法来控制治疗。“我们还在研究扰乱生物钟的作用对开发阿尔茨海默氏症,”她说。“最后,我们正在硫酸乙酰肝素的其他健康影响振荡可能。”

珍妮弗·赫尔利博士是莫莉坎贝尔,高级科学技术网络作家。捷克葡萄牙直播

参考:克拉克G,于Y,城市C et al。生理控制硫酸乙酰肝素水平乘以吞噬作用的β淀粉样蛋白聚集。公共科学图书馆遗传学。doi:10.1371 / journal.pgen.1009994。