神經內運輸機制的缺陷可能導致阿爾茨海默氏症或帕金森病的病變
在研究了老鼠和蒼蠅的這一過程後，科學家們建議，如果不能運輸分解細胞中蛋白質的分子機器，可能是阿爾茨海默氏症和帕金森症等神經退行性疾病的核心。
分解蛋白質的能力被破壞，錯誤的形狀，或多餘的需求是一個重要的功能在活的細胞。此過程發生在單元格內的特定位置。
其中一些位置可能離神經元或神經細胞的細胞體超過1米，因為它們沿著軸突分布，軸突是連接它們與其他神經元的細長纖維。
細胞使用稱為蛋白酶體的複雜分子機器分崩離析蛋白質在其特定的活性部位。
神經退行性疾病的特徵之一是蛋白質的積累沒有分解。
例子包括阿爾茨海默氏症中β-澱粉樣蛋白的積累和阿爾茨海默氏症中的α-突觸核苷帕金森病.
當未降解的蛋白質積累時，它們會粘附在一起和其他物質上，堵塞腦細胞並破壞它們的功能。細胞最終停止工作而死亡。
運輸失敗
這項由紐約洛克菲勒大學(RockefellerUniversity)科學家進行的新研究支持了這樣一種觀點，即無法運輸蛋白酶體可能是導致神經退行性疾病中蛋白質積累的原因之一。
研究人員在最近的兩篇論文中報道了他們的發現。發育細胞另一個在PNAS.
「這是第一項發現蛋白酶體被轉移到神經末梢來完成工作的機制的研究，」赫爾曼·斯特勒教授說，他是這兩項研究的資深作者。
「當這種機制被破壞時，」他補充道，「對神經細胞的功能和長期存活都有嚴重的影響。」
在第一項研究中，他和他的同事研究了果蠅和老鼠中的蛋白酶體。在那裡，他們發現蛋白質蛋白酶體抑製劑31(PI31)對於在神經元軸突中運輸蛋白酶體是必不可少的。
看來PI31可以幫助蛋白酶體與運送它們的分子馬達相結合，而且它還能促進馬達的運動。沒有PI31，蛋白酶體運輸就停止了。
基因操縱使人更容易發亮。
在第二項研究中，研究人員通過操縱PI31基因對其進行了更深入的研究。
他們默不作聲地設計了老鼠。PI31兩種有長軸突的腦細胞中的基因。
隨著基因的關閉，這些細胞不能產生PI31蛋白和運輸蛋白酶體。
科學家們發現，這導致了長軸突末端的異常蛋白質的積累，也就是「神經元的遠端尖端」。
他們還發現缺少PI31的神經元看起來很奇怪。
這些「結構缺陷」在軸突的分支和突觸上尤為明顯，它們構成神經元之間的連接。
「值得注意的是，隨著年齡的增長，這些結構性變化變得越來越嚴重，」斯泰勒教授說。
他解釋說，當他們觀察到有這些缺陷的老鼠時，這讓他們想起了「我們在某些人類神經生殖疾病中看到的嚴重的行為和解剖缺陷」。
新療法的潛力
研究人員相信，他們的發現將增加對PI31在神經退行性疾病中的作用的越來越多的了解。
例如，有一種嚴重的帕金森氏症比其他類型的帕金森氏症發生得更早，原因是PARK 15基因。
科學家們認為這是因為PARK 15與PI31相互作用，其破壞可能干擾具有蛋白酶體活性。
研究人員已經在探索如何使用PI31及其與之相互作用的分子作為藥物靶點。
他們希望它能導致早期干預疾病過程的治療，因為PI31在神經細胞的早期形成過程中是活躍的。
他們正在尋求的另一條途徑是如何使蛋白酶體運輸再次停止。
雖然新的研究集中在蛋白質積累的機制上，但斯泰勒教授並不認為這是一個根本原因，而更多的是正在發生的更大事情的癥狀。
