뉴런의 에너지 사용을 억제하면 신경 퇴행을 치료할 수 있습니다

뉴런의 에너지 사용을 억제하면 신경 퇴행을 치료할 수 있습니다

Salk 과학자들은 단백질 생산을 늦추는 약물을 찾아 유전병에 의해 영향을 받는 뉴런을 돕습니다.

LA JOLLA—Salk Institute 과학자들은 FDA 승인 약물이 에너지 사용을 제한하여 뇌 세포의 건강을 어떻게 향상시키는지 보여주었습니다. 경제적으로 궁핍한 가정에서 전기 요금을 절약하기 위해 불필요한 조명을 제거하는 것처럼, 라파마이신이라는 약물은 세포 에너지를 보존하기 위해 단백질 생산을 줄임으로써 질병에 걸린 뉴런의 생존을 연장합니다.

라파마이신은 광범위한 질병에서 수명을 연장하고 증상을 감소시키는 것으로 나타났으며, 세포 수준에서 단백질이 만들어지는 속도를 늦추는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 저널에 발표된 새로운 Salk 연구 eLife, 라파마이신이 희귀 유전병인 레이 증후군과 관련된 신경 손상 및 잠재적으로 다른 형태의 신경 퇴화 뿐만 아니라.

"우리 연구는 뉴런의 단백질 생산이 에너지의 주요 활용자 중 하나이며 Leigh 증후군의 뉴런은 충분히 높은 수준의 에너지를 유지할 수 없기 때문에 퇴화한다는 것을 보여줍니다."라고 말합니다. 토니 헌터, 연구를 주도한 Salk의 분자 및 세포 생물학 연구소의 Renato Dulbecco 의장이자 American Cancer Society 교수입니다.

세포의 주요 에너지 센서를 차단하는 라파마이신에 대한 이전 연구에서는 라파마이신이 면역 체계를 변경하고 수명을 연장하며 루푸스 및 알츠하이머병을 포함한 장애를 치료할 수 있음을 발견했습니다. 연구원들은 이 약물이 세포가 손상된 구성 요소와 응집된 단백질을 분해하도록 장려함으로써 알츠하이머병에서 나타나는 신경퇴화를 예방했다고 가정했습니다. 그러나 최근 데이터는 이 약물이 ATP(adenosine triphosphate)의 형태로 에너지를 생산하는 세포의 발전소 역할을 하는 소기관인 미토콘드리아에도 영향을 미칠 수 있음을 암시했습니다.

Hunter 연구실의 연구원인 Xinde Zheng은 이미 ATP 생성을 감소시키는 미토콘드리아 DNA의 돌연변이로 인해 유전되는 신경 퇴행이 유발되는 Leigh 증후군에 의해 영향을 받는 세포의 특성을 연구하고 있었습니다. Zheng은 라파마이신이 병에 걸린 미토콘드리아에 의해 괴로워하는 뉴런에 어떤 영향을 미칠지 궁금했습니다. 그와 Hunter는 러스티 게이지, Salk의 유전학 연구소 교수이자 연령 관련 신경퇴행성 질환 연구를 위한 Vi and John Adler 의장을 보유하고 있습니다. Zheng은 당시 Gage 연구실의 연구원이자 현재 Salk's Stem Cell Core의 책임자인 Leah Boyer와 함께 Leigh 증후군 환자의 피부 세포를 채취하여 배양 중인 줄기 세포로 재프로그래밍한 다음 뇌로 발달하도록 달래어 병든 뉴런을 생성했습니다. 접시에 담긴 세포.

세포는 생존을 위해 단백질을 만들어야 하지만 단백질 생산은 에너지를 많이 소모하는 과정이며, 질병에 걸린 세포의 경우 이 과정에서 세포 스트레스나 기타 요구 사항을 처리하기 위한 에너지 비축량이 너무 적습니다.

"노화 뉴런에서 단백질 생산을 줄이면 세포가 단백질을 올바르게 접고 스트레스를 처리하는 데 더 많은 에너지를 투입할 수 있습니다."라고 새 논문의 첫 번째 저자인 Zheng은 말합니다. "우리 발견의 영향은 단백질 합성의 조절이 신경퇴화를 치료하는 일반적인 접근법이 될 수 있다는 것입니다."

그들의 연구에서 팀은 Leigh 증후군 뉴런이 접시에서 부패하고 에너지 고갈의 분명한 징후를 보였다는 것을 발견했습니다. 한편, 라파마이신에 노출된 리 증후군 뉴런은 ATP가 더 많았고 퇴행이 적었습니다. 단백질 생산의 다이얼을 낮춤으로써 병에 걸리고 손상된 뉴런은 더 오래 생존할 수 있었습니다.

Gage는 "에너지 긴축 접근법으로서 단백질 합성을 감소시키는 라파마이신의 효과가 미토콘드리아 관련 신경퇴행성 질환의 잠재적인 치료로 이어질 수 있다는 사실에 놀랍고 기쁩니다"라고 말했습니다.

Hunter에 따르면 이것은 접시에서 질병을 연구하는 것의 가치를 보여주는 좋은 예입니다. "그것은 이 희귀하고 충분히 연구되지 않은 조건의 기본 생물학에 대한 많은 새로운 통찰력으로 이어졌습니다."라고 그는 덧붙입니다.

라파마이신에 대한 발견이 레이 증후군 및 기타 신경퇴행성 질환의 동물 모델에서 사실인지 확인하고 라파마이신이 세포의 신진대사를 정확히 어떻게 변화시키는지 확인하려면 더 많은 연구가 필요합니다.

이 연구에 참여한 다른 연구자들은 Mingji Jin, Youngsung Kim, Weiwei Fan, Cedric Bardy, 트래비스 버그그렌 로날드 M. 에반스, 솔크 연구소 모두.

작업과 관련된 연구원은 보조금으로 지원되었습니다. 건강의 국립 연구소 밸리 하워드 휴즈 의학 연구소은 칼 루스 테 굴벤 키안 재단 친교, 캘리포니아 재생 의학 연구소 박사후 연수 포상 및 Helmsley 유전체 의학 센터.