全新的细胞间通讯的方法发现在大脑中

斯克里普斯研究所的科学家们已经发现了数以百计的蛋白质不断运输在整个健康的大脑小membrane-enclosed囊,揭示一种新的大脑细胞之间的沟通。结果,本周发表在《华尔街日报》细胞的报道,可以帮助科学家更好地理解神经系统疾病,包括阿尔茨海默氏症。

“这是一个全新的方法,细胞在大脑中可以相互通信,从未融入我们如何看待健康和疾病,”说霍利斯克莱因博士神经科学教授,哈恩斯克里普斯研究。“它打开了很多令人兴奋的研究途径。”

神经元在大脑发送信号,通常使用被称为神经递质的化学物质进行通信,这从一个细胞移动到相邻的。通过大脑的荷尔蒙也流传,影响脑细胞的生长,帮助建立新的神经元之间的连接。

以前,研究人员怀疑,少量的蛋白质可能移动更多的独立大脑在孤立的情况下。例如,科学家在研究阿尔茨海默病发现-核蛋白和τ-两个与神经退化相关的蛋白质可以在动物的大脑细胞之间移动受到阿尔茨海默氏症的影响。但是他们不知道这是疾病本身有关。其他团队提供了证据表明,一种蛋白质来自一个细胞后可以发现在另一个;他们无法消除的可能性,然而,蛋白质被分解成氨基酸构建块和后重组的目标细胞。

在新的工作中,克莱恩和她的同事们使用的方法标记蛋白质,确保他们只追踪蛋白质保持完好无损。生物素分子标记,不能重新融入新的蛋白质蛋白质分解。研究小组介绍了标记成视网膜神经节细胞在老鼠的眼睛。11天后,他们检查了从视觉皮层细胞,大脑的这一区域负责处理视觉和身体远离视网膜神经节细胞。

克莱恩的团队下孤立任何蛋白质与生物素标记的视觉皮层。他们发现超过200的蛋白质和与斯克里普斯研究教授约翰•耶茨三世博士学位,使用质谱识别每个蛋白质。

”先前的方法不允许人员识别特定的蛋白质在运输过程或者看在超微结构水平上,“卢西奥Schiapparelli说,这篇论文的第一作者、前员工杜克大学斯克里普斯研究所的科学家现在。“那么,使用这个新组合的蛋白质标记和识别策略允许我们取得进展与这些蛋白质真正了解发生了什么事。”

蛋白质识别包括许多与已知函数在大脑中,包括τ-核蛋白看到阿尔茨海默氏症的细胞之间移动。

“这是一个确认,在健康的大脑,τ-核蛋白-和他们的运动的大脑是正常的,”克莱恩说。“但与阿尔茨海默病是一种有毒的蛋白质运输神经元之间。”

研究人员还使用一组不同的蛋白质标记表明,在大多数情况下,这些蛋白质被exosomes-small内细胞间,membrane-enclosed隔间富含蛋白质,像行李箱塞满了衣服。这一发现可以帮助为其他研究人员想要效仿铺平道路的蛋白质运动大脑的其他区域,以及比较interneuronal蛋白质运输在健康和患病的大脑。虽然新的工作在视觉系统进行,克莱恩说,没有理由不去想结果进一步接触。

“有可能的蛋白质被不停地周转护送到各个隐蔽在此机制在大脑,”她说。“我真的希望热刺新兴趣探索细胞间通讯的角色,我们不知道直到现在。”

参考:Schiapparelli LM, Sharma P,他叫HY, et al。蛋白质组学屏幕上显示不同的蛋白质运输连接神经元之间的视觉系统。细胞的报道。38 2022;(4)。doi:10.1016 / j.celrep.2021.110287

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