《Cell》突變Tau蛋白影響粒線體功能! 首揭Tau完整交互作用 盼助神經退化疾病治療

日期2022-01-24
《Cell》突變Tau蛋白影響粒線體功能! 首揭Tau完整交互作用 盼助神經退化疾病治療 (圖片來源:網路)

美國時間20日,加州巴克老化研究所(Buck Institute for Research on Aging)的科學家,首次揭開已知和阿茲海默症等神經退化性疾病相關的Tau蛋白突變,是如何影響神經細胞粒線體功能,及神經細胞最終如何釋放Tau蛋白,使其擴散到整個大腦的完整機制;對未來相關療法開發,可能提供莫大的助益。該論文發表於期刊《Cell》。

該研究團隊使用誘導性多功能幹細胞(iPSC)衍生的神經細胞,透過蛋白質純化、質譜分析、免疫相關方法進行研究,發現Tau會在神經活動增加的期間被分泌出,並會和神經末梢負責儲存突觸中各種神經傳導物質的「突觸小泡」(synaptic vesicle)交互作用,且作用點是在突觸小泡的外部而非內部。

Tau蛋白在正常狀況下,會藉由和微管蛋白(tublin)的相互作用,來維持細胞骨架中微管(microtubule)穩定;不過若發生突變,該蛋白會因折疊錯誤而與微管分離,並與其他Tau蛋白相連成線狀,最終在神經細胞內部纏結,導致細胞功能異常。

然而,Tau蛋白突變後的作用其實相當複雜,因此本研究可謂首次揭開Tau蛋白與細胞內、外其他蛋白質的作用,這項「Tau交互作用體學」(Tau interactome),可望協助其他神經退化性疾病相關研究,與創新的療法開發。

此外,研究團隊也證實,Tau蛋白會與神經細胞中的粒線體結合;當Tau蛋白正常時,該結合似乎對細胞有益,但當Tau蛋白出現突變時,可能就是因為其與粒線體蛋白的作用,而導致細胞能量異常。

而Tau蛋白突變,也會導致其與粒線體交互作用減少,且該現象與阿茲海默症疾病嚴重程度相關。

論文第一作者、巴克研究所助理教授Tara Tracy表示,了解疾病在細胞內如何發生,是針對包括阿茲海默症等神經退化性疾病,開發新療法的關鍵。

該研究除了巴克老化研究所外,參與者還包括格萊斯頓研究所(Gladstone Institutes)、加州大學舊金山分校(UCSF)、加州大學洛杉磯分校(UCLA)、紐約威爾康奈爾醫學院(Weill Cornell Medicine)、賓州大學(University of Pennsylvania),以及加拿大阿爾伯塔大學(University of Alberta)。

參考資料:

1. 論文原文:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(21)01563-4?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867421015634%3Fshowall%3Dtrue#%20

2. https://www.eurekalert.org/news-releases/940137

(編譯/巫芝岳)