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到40岁之前,几乎所有的唐氏综合症患者会出现致阿兹海默症产生的大脑改变。近日,有研究者表示已经揭示了唐氏综合症患者阿尔兹海默病发病率如此高的内在机制。
唐氏综合症是一种最常见的染色体异常(多了一条21号染色体)所致的疾病。在美国,大约每700个新生儿中,就有1人患有唐氏综合症。
唐氏综合症对患者的一个明显的影响即是增加了患艾滋海默病的风险。40岁前,几乎所有的唐氏综合症患者都会发生致艾滋海默的大脑改变;35岁之前则有75%的患者表现出艾滋海默性痴呆,到65岁之前,这一比例高达75%
目前,唐氏综合症患者的寿命长于以往(平均寿命为60岁),但自1983年到现在,仅有25个关于如何提高唐氏患者生活质量的研究。
来自Sanford-Burnham医学研究院的科学家们发现,培育的小鼠唐氏模型以及病人患者都表现出一种名为SNX27蛋白(sorting nexin 27)低表达。
SNX27蛋白在保持大脑表面细胞受体的过程中意义重大。这些受体对神经元的活性十分重要,低水平的SNX27会削弱神经元的活性,而这会导致认知障碍。
同时,这个团队发现的SNX27蛋白能够调节β-淀粉样蛋白的生成。β-淀粉样蛋白是一种“粘性蛋白”,对神经元具有毒性,会使神经元聚集成团而坏死。这些成团坏死的神经元被认为是艾滋海默病的特征。
文章的一作Xin Wang博士表示:“我们发现SNX27蛋白干扰γ-分泌酶能够减少β-淀粉样蛋白的产生。γ-分泌酶能够切割产生β-淀粉样蛋白的前体蛋白。当SNX27干扰γ-分泌酶后,后者活性丧失而不能产生β-黏性蛋白。SNX27含量过低会导致有功能的γ-分泌酶含量增加,从而导致β-粘性蛋白含量增加。”
科学家们发现,在小鼠唐氏模型以及唐氏患者中,SNX27的低表达是由于miRNA-155的复制增加,这种RNA分子由21号染色体编码,能够影响SNX27蛋白质的产生。
导致艾滋海默病与唐氏综合症联系的复杂机制得以阐明
认真比对了这一过程后,科学家们发现:正是唐氏综合症患者体内多出的一条21号染色体导致miRNA-155的复制增多,最终导致SNX27生成减少。
这种复杂的联系导致艾滋海默病产生的原因是:SNX27含量减少,导致活性γ-分泌酶增加,这会促进β-黏性蛋白的生成,所以产生了导致艾滋海默病的脑内病灶。
文章二作,Huaxi Hu博士表示:我们已经阐明了关于“SNX27蛋白水平如何间接影响β-粘性蛋白含量”的复杂机制。也许还存在许多其它因素影响唐氏患者出现艾滋海默病,但我们的研究提供了这样一种潜在的治疗方式——通过抑制γ-分泌酶来阻止唐氏和艾滋海默患者脑内淀粉样蛋白斑块的形成。这个研究结果之所以如此重要,是因为我们揭示了β-淀粉样蛋白在个体发病过程中产生作用的机制。
有趣的是,科学家们发现能够通过增加唐氏小鼠模型脑内SNX27基因的复制,恢复小鼠的记忆缺失。
未来,这一研究团队将研发一种筛选试验,来鉴定出能够减少miRNA-155复制的分子,以此来恢复SNX27的水平。同时也将致力于鉴别能够增强SNX27与γ-分泌酶间作用的分子。