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研究人员将线粒体中的高钙水平与阿尔茨海默病中的神经元死亡联系起来

研究人员将线粒体中的高钙水平与阿尔茨海默病中的神经元死亡联系起来

科学家首次利用老年痴呆症的小鼠模型,证明了活大脑中线粒体中钙水平的升高与神经元死亡之间的联系。这种关系以前在细胞培养中被记录过,但是在活老鼠身上看到这种现象使得这种情况更有可能发生在人类身上,这可能指向老年痴呆症的新目标。

“我们能够显示生活的神经元线粒体钙失调小鼠使用前沿生活成像技术与它们老年痴呆的症状,”论文的作者说,玛丽亚Calvo-Rodriguez,博士,资深作者布莱恩·j . Bacskai博士。他们都来自马萨诸塞州总医院神经学系。

他们的合作者包括来自哈佛大学公共卫生学院和西班牙Cadiz生物医学研究所(INIBICA)医学院的研究人员。这项研究最近发表在《自然通讯》上。

老年痴呆症的一个定义特征是β淀粉样蛋白的沉积(Aβ)斑块和神经元的损失。的积累Aβ一直被认为是引发的疾病,但确切的是神经元死于阿尔茨海默氏症仍然是一个谜,和Aβ理论已成为有争议的,因为许多药物候选人针对Aβ没有在临床试验中。

Aβ斑块的影响之一是,它们会引起高钙离子(Ca2 )水平的脑细胞。也有证据表明,至少在细胞培养、接触Aβ可以提高Ca2 水平在线粒体和导致神经元死亡。线粒体通过“线粒体钙转运体”将Ca2 带入线粒体,影响神经元内Ca2 信号传递。由于缺乏足够敏感的技术来直接评估活脑内线粒体Ca2 水平,对活小鼠这一机制的研究一直受到阻碍。

为了探索Ca2 、线粒体和神经元死亡之间的关系,Calvo-Rodriguez和她的同事联合使用多光子显微镜和以线粒体为靶点的比值Ca2 指标来评估Ca2 水平。他们应用这些技术检测了转基因小鼠阿尔茨海默病模型的神经元,该模型产生的淀粉样斑块与人类患者相似。

他们的研究表明,在该模型中,线粒体Ca2 水平的增加与斑块沉积和神经元死亡有关,这表明线粒体中异常的Ca2 水平可能在阿尔茨海默病神经元细胞死亡中发挥作用。

此外,他们观察到当可溶性Aβ应用于健康小鼠大脑线粒体钙离子浓度增加。这个过程可以通过药物阻断线粒体钙转运蛋白来阻止。可溶性Aβ是一种Aβ类似于人类阿尔茨海默氏症的大脑。

“线粒体中的高钙水平会导致氧化应激,并通过细胞凋亡导致神经元死亡,”Calvo-Rodriguez说。“我们提出,通过阻断神经元线粒体钙转运蛋白,我们可以防止细胞死亡和影响疾病进展。”他们的研究表明,靶向钙离子进入线粒体可能是一种有希望的治疗阿尔茨海默病的新方法。

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