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研究揭示了与阿尔茨海默病相关的蛋白质如何影响神经元生长

新研究揭示了细胞蛋白质之间复杂的相互作用,以及它们对神经发育障碍和阿尔茨海默病中神经元的影响。

埃克塞特大学

5月15日消息

埃克塞特大学(University of Exeter)领导的一项新研究在英国皇家学会(Royal Society)《开放生物学》(Open Biology)杂志上发表,发现了 Contactin-4 蛋白(由CNTN4基因编码)在塑造神经元方面的关键作用

研究于2024年5月15日发表在《Open Biology》(最新影响因子:5.8)杂志上

研究人员开始研究 CNTN4,因为已知它在自闭症中发挥作用,但其功能作用尚未得到充分了解。研究团队探索了 CNTN4 在大脑中的功能,特别是它与阿尔茨海默病等神经退行性疾病相关蛋白的相互作用

首次,研究人员研究了大脑皮层(负责记忆、思考和推理等关键功能的大脑区域)中 CNTN4 基因被敲除的小鼠。他们发现,在皮层区域中,神经元以不同的方式发育。

研究人员首次在人类细胞中揭示了 CNTN4 基因与 APP 基因(与阿尔茨海默病密切相关的基因)之间的相互作用,揭示了这对大脑发育至关重要,尤其是神经元健康生长的必要条件。他们发现,CNTN4 不仅有助于大脑前额叶皮层的神经延伸,而且 CNTN4 的表达还通过其与 APP 的关系受到调节

利用在基因改造的人类细胞中的研究,研究团队还发现 CNTN4 和 APP 之间存在复杂的相互作用。如果 CNTN4 被敲除,APP 的水平会降低,但不会降为零。科学家们认为,APP 可能会补偿 CNTN4 的缺失,反之亦然。

埃克塞特大学医学院(University of Exeter Medical School)的该研究的主要作者 Rosemary Bamford 博士说:“我们发现与发育过程相关的 CNTN4 基因也参与调节与阿尔茨海默病相关的因素,这相当令人惊讶。发育和神经退行性通路的这种交叉为这些蛋白质的更广泛影响提供了令人兴奋的新见解。”

埃克塞特大学医学院的资深作者 Asami Oguro-Ando 博士说:“展望未来,我的团队热衷于进一步剖析 CNTN4 和 APP 之间相互作用背后的分子机制,并探索它们对阿尔茨海默病和自闭症谱系障碍(ASD)等疾病的更广泛影响。我们的下一步是明确 CNTN4-APP 相互作用如何影响神经活动。了解这种相互作用至关重要,因为它是全面理解神经发育和神经退行性疾病的基础步骤。”

创立于1838年的埃克塞特大学

摘要:神经元细胞粘附分子Contactin-4(CNTN4)在基因上与自闭症谱系障碍(ASD)和其他精神疾病有关。先前的Cntn4缺陷小鼠模型显示,CNTN4在海马区的轴突导向和突触可塑性中起重要作用。然而,CNTN4在皮层的发病机制和功能作用尚未得到研究。我们的研究发现Cntn4−/−小鼠运动皮层的皮层厚度减少,但皮层细胞的迁移和分化不受影响。在运动皮层M1区的神经元中观察到显著的形态学变化,表明CNTN4也参与运动皮层神经元的形态和树突棘密度。此外,质谱分析鉴定出CNTN4的一个相互作用伴侣,证实了CNTN4与淀粉样前体蛋白(APP)之间的相互作用。敲除CNTN4和/或APP的人类细胞揭示了CNTN4与APP之间的关系。本研究表明,CNTN4有助于皮层发育,并且与APP的结合和相互作用控制神经延伸。这对于理解APP的生理功能,作为阿尔茨海默病的关键蛋白,是一个重要的发现。CNTN4与APP之间的结合,这涉及到神经发育,对于健康的神经生长至关重要。

参考文献

Source:University of Exeter

Research sheds light on how proteins linked to Alzheimer's disease influence neuronal growth

Reference:

Bamford RA, Zuko A, Eve M, Sprengers JJ, Post H, Taggenbrock RLRE, Fäβler D, Mehr A, Jones OJR, Kudzinskas A, Gandawijaya J, Müller UC, Kas MJH, Burbach JPH, Oguro-Ando A. CNTN4 modulates neural elongation through interplay with APP. Open Biol. 2024 May;14(5):240018. doi: 10.1098/rsob.240018. Epub 2024 May 15. PMID: 38745463.

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       原文标题 : 研究揭示了与阿尔茨海默病相关的蛋白质如何影响神经元生长

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