PNAS:分子伴侶的叛變
日期:2013-03-05 10:22:46
研究人員發(fā)現(xiàn),氧化應(yīng)激能夠讓細(xì)胞中的一個(gè)良性蛋白叛變,使其成為強(qiáng)大同盟,共同致使神經(jīng)元死亡。該研究有望幫助人們開(kāi)發(fā)出治療多種疾病的通用方案,文章于三月四日發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊PNAS雜志上。
研究人員針對(duì)被稱(chēng)為酪氨酸硝化的氧化應(yīng)激進(jìn)行研究,揭示了酪氨酸硝化導(dǎo)致細(xì)胞死亡的機(jī)制。這一過(guò)程涉及了炎癥,可能與多種疾病有關(guān),包括心臟病、慢性痛、脊髓損傷、癌癥、衰老和肌萎縮側(cè)索硬化癥(漸凍癥)等等。
Oregon州立大學(xué)的科學(xué)家們進(jìn)行了近十年的研究,發(fā)現(xiàn)酪氨酸硝化會(huì)使一種特殊的“伴侶”蛋白發(fā)生轉(zhuǎn)變,轉(zhuǎn)變后的蛋白被激活,將最終導(dǎo)致細(xì)胞死亡。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)為相關(guān)藥物研發(fā)提供了新的途徑?!斑@是非常令人興奮的結(jié)果,能夠給醫(yī)療界帶來(lái)重大影響,” Oregon州立大學(xué)的著名生化教授Joseph Beckman說(shuō)。
“阻止上述酪氨酸硝化過(guò)程,就有望防止多種退行性疾病,”Beckman說(shuō)。“而且研究顯示,藥物可以有效靶標(biāo)這種被氧化轉(zhuǎn)變的蛋白?!?/SPAN>
數(shù)十年來(lái),科學(xué)家們了解到,細(xì)胞的氧化損傷會(huì)引發(fā)神經(jīng)退行性疾病、炎癥和衰老。而細(xì)胞中的某些分子對(duì)這類(lèi)攻擊要敏感得多,這項(xiàng)研究中的熱休克蛋白90(HSP90)就是其中之一。HSP90是細(xì)胞中的重要分子伴侶,參與了約兩百種基礎(chǔ)細(xì)胞功能。不過(guò),當(dāng)HSP90上的一個(gè)酪氨酸殘基被硝化之后,該蛋白就會(huì)產(chǎn)生毒性。
“這簡(jiǎn)直令人難以置信,僅給一個(gè)蛋白增加一個(gè)硝基,就會(huì)使其產(chǎn)生足以殺死運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的毒性,”Beckman說(shuō)?!把芯匡@示,HSP90的硝化會(huì)激活促炎癥受體P2X7,啟動(dòng)一系列危險(xiǎn)程序,最終導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元死亡。”
這一機(jī)制的獨(dú)特之處,使科學(xué)家們的發(fā)現(xiàn)更為重要。研究人員指出,如果能夠采用藥物,阻止或減少氧化劑對(duì)上述脆弱位點(diǎn)的攻擊,將有望同時(shí)治療多種疾病。在Beckman的職業(yè)生涯中,他對(duì)肌萎縮側(cè)索硬化癥ALS進(jìn)行了大量的研究。他認(rèn)為,HSP90酪氨酸硝化與ALS和脊髓損傷有著密切的聯(lián)系。
“在大多數(shù)人的心目中,心臟病、癌癥、衰老、肝臟疾病、脊髓損傷是完全不同的,” Beckman說(shuō)?!捌鋵?shí),這些疾病都與氧化攻擊引起的炎癥反應(yīng)有關(guān),在這一層面上它們何其相似。現(xiàn)在我們可以利用這一點(diǎn),開(kāi)發(fā)通用策略來(lái)治療那些看起來(lái)并不相關(guān)的疾病。”
研究人員強(qiáng)調(diào),這項(xiàng)研究的關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)了新方法,通過(guò)基因工程給HSP90引入硝基酪氨酸。他們由此確定了氧化損傷的確切區(qū)域,而這對(duì)于靶標(biāo)這一過(guò)程的新藥開(kāi)發(fā)非常重要。