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蛋白质转运发现可能有助于确定治疗眼病的新策略

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-04-14浏览次数:1549

许多形式的视力丧失源于共同的来源:眼睛和大脑之间的沟通受损。所有的眼脑交流都植根于视网膜神经细胞产生的数百种蛋白质。

Scripps的一项新研究发表在本月的细胞报告中,研究了这些蛋白质的前所未有的细节 - 为视觉信号如何分布到大脑的不同区域提供了令人惊讶的新见解。结果是了解并最终治疗青光眼,多发性硬化甚至视力丧失创伤的重要的第一步。根据美国疾病控制和预防中心的数据,超过330万40岁及以上的美国人无论是合法失明还是视力受损,今天的干预都无法纠正。

“蛋白质通常是药物的目标 - 所以如果你想设计一种能帮助你的眼睛和大脑交流的药物,它有助于了解那些药物靶向的蛋白质,”联合主席Hollis Cline博士说。 Scripps Research的神经科学系领导该研究项目。 “此类研究以前是不可能的,因为看不到这些蛋白质如何在大脑周围移动是不可行的。这种技术不存在。”

为了创造这项技术,Cline的实验室与Scripps研究化学家John Yates III博士的实验室密切合作,他开创了一种使用质谱法研究蛋白质及其功能的新方法。使用这种新方法 - 开发了几年 - Cline的团队能够“标记”来自眼睛视网膜神经节细胞的大约1,000种不同类型的蛋白质,然后观察它们在活脑中的行进方式。并且将小鼠定位在人类大脑中,蛋白质通过轴突传播,轴突是长的线性神经纤维,通过视神经从眼睛延伸到大脑。

“大脑是一个非常复杂的建筑,很难将每个组件分开并分别研究这些组件,”该研究的第一作者Cline Labs的神经科学家Lucio Schiapparelli博士说。 “我们的方法允许我们以前未经过研究的方式检查视觉系统,因此我们可以独立观察分子并分析其生物化学。”

克莱恩说,当她进入研究时,她想知道相似类型的蛋白质是否会扩散到大脑内的不同目标。视网膜将蛋白质投射到中枢神经系统的30多个不同区域,但在研究中,她的团队选择评估两个主要目标:上丘(分析视野中的运动并控制目标导向的头部和眼)。和外侧膝状核(分析我们看到的物体的形状,并将信息发送到更高的大脑区域,视觉皮层)。

虽然以前的研究已经确定了视网膜中产生的各种蛋白质,但这些蛋白质的最终目的地在很大程度上是未知视神经是一个特别重要的研究焦点,因为它涉及许多破坏性眼病。

“我们很惊讶从一开始就发现了光学轴突中的蛋白质,这种蛋白质以前被认为只在眼睛中起作用,”Cline说。 “这些蛋白质通常位于细胞核中,但我们发现它们远离细胞核并参与某种形式的交流。”

克莱恩说,这些研究结果推动了这些蛋白质如何影响健康和疾病的新研究。因为这种神经元蛋白质存在于身体的其他部位,所以它可能在其他神经细胞通讯疾病如Charcot-Marie-Tooth疾病中发挥作用。

视神经是从眼睛到大脑的信息高速公路,它将信号发送到不同的目的地。但研究小组发现,类似的蛋白质并不总是有共同的目的地。相反,许多蛋白质优先运输到大脑区域,并且一些蛋白质被运输到所研究的所有区域。

“了解这些蛋白质从视网膜中的转运对于理解视觉系统的功能至关重要,”Cline说。 “这可以帮助我们研究当一个人经历神经损伤和视力丧失时会发生什么 - 并希望引导我们进行加强蛋白质运输并防止细胞死亡的治疗方法。”