追查亨廷顿舞蹈病背后的蛋白质相互作用

大规模基因和蛋白质筛选发现了治疗这种使人衰弱的神经退行性疾病的几个可能靶点

加入我们的科学爱好者社区!

对人类基因组和蛋白质组(细胞中表达的蛋白质)进行高通量筛选,使科学家能够识别出200多种直接受亨廷顿蛋白突变影响的蛋白质,已知亨廷顿蛋白突变是亨廷顿舞蹈病的病因。

正常亨廷顿蛋白的实际功能尚不清楚,但据信它参与胚胎发育。然而,在其突变形式中,它的氨基酸会延长,导致蛋白质错误折叠,可能导致与它所处神经系统细胞中的其他蛋白质发生异常相互作用。

这种细胞紊乱导致无法治愈的亨廷顿舞蹈病,该病可能影响美国多达20万人。这种神经退行性疾病通常在中年发病,其特征是痴呆、运动控制丧失,最终死于心力衰竭、感染或窒息——通常在首发症状出现后约10至15年。亨廷顿病患者的子女有50%的概率遗传编码异常配置蛋白质的基因。


关于支持科学新闻报道

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道 订阅。通过购买订阅,您正在帮助确保未来能够继续产出关于塑造我们当今世界的发现和想法的有影响力的报道。


由加利福尼亚州诺瓦托市巴克衰老研究所专门研究衰老遗传学的助理教授罗伯特·休斯领导的一个团队,使用了两种不同的筛选方法来确定哪些蛋白质可能直接受到突变亨廷顿蛋白的影响。第一种方法称为酵母双杂交筛选,它使用酵母细胞作为一种装置,其中表达两种不同的蛋白质——亨廷顿蛋白和另一种蛋白质,另一种蛋白质取自人类和小鼠的脑组织和肌肉组织。如果存在相互作用,酵母细胞的生长将表明这一点。在酵母细胞中也表达的报告基因也可以帮助量化它们对话的相对强度。第二种方法,亲和下拉后质谱分析,采用纯化的亨廷顿蛋白作为诱饵。当与其他蛋白质一起孵育时,那些与标记诱饵相互作用的蛋白质会被分离出来,并通过其离子化碎片的质量进行鉴定。

总共筛选了超过3500种蛋白质,结果发现有234种蛋白质与亨廷顿蛋白相关。“它似乎确实是一种蛋白质,当发生突变时,会扰乱细胞的许多不同部分,”休斯说。他指出,已确定的234种蛋白质控制着从神经递质的释放和储存到细胞结构以及细胞中蛋白质合成量的所有方面。

“然后我们面临的任务是找出这些蛋白质是否与亨廷顿舞蹈病有关,”休斯解释说。

因此,该团队随意选择了这60种蛋白质,在果蝇果蝇模型中进行测试。在果蝇中,与人类亨廷顿蛋白相对应的蛋白质,当发生突变时,会导致眼睛的神经退行性变。表达突变亨廷顿蛋白类似物的果蝇与携带60种选定蛋白质之一突变的果蝇交配,以确定第二种蛋白质的变化是否加剧或缓解了眼睛的功能。休斯说,使用这种方法,他和他的同事确定“我们测试的基因中有30%可以充当增强剂或抑制剂。”(他指出,通常,随机筛选将确保找到基因关联的可能性约为1%或2%。)“特别是,我们报告了17个功能丧失抑制剂,”他继续说道——抑制剂是“一种基因或蛋白质,如果你降低它的活性,那将导致疾病表型的改善。”

华盛顿大学实验室医学副教授阿尔·拉·斯帕达说,本周发表在PLoS Genetics杂志上的这项研究,“是开始一系列调查的起点,目的是达到那个非常重要的目标,即提出有意义的疗法”来帮助治疗亨廷顿病造成的损害。他补充说,该数据集可以纳入其他正在进行的研究,例如一项广泛的尝试,试图将疾病进展的修饰因子与基因组中的染色体区域联系起来。休斯表示,就他而言,这项研究“提供了一份候选蛋白质列表,需要进一步检查以开发候选治疗靶点。”

© . All rights reserved.