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合成化合物可作为治疗神经损伤的新型药物的原型

来自德国神经退行性疾病中心(DZNE),英国和日本的研究人员开发了一种具有神经功能的蛋白质,并在实验室研究中对其进行了测试。在小鼠中,该实验化合物减轻了某些神经损伤和疾病的症状,而在微观水平上,它能够建立和修复神经元之间的连接。这项原理验证研究表明,作用于神经元连通性的生物制剂在长期内可能具有临床用途。结果发表在《科学》杂志上。

人脑的神经元网络会经历终生的变化,以便能够吸收信息并以适当的方式存储信息。这尤其适用于记忆的产生和记忆。所谓的突触在大脑的适应能力中起着核心作用。它们是神经信号从一个细胞传递到另一个细胞的连接点。许多特定分子-称为“突触组织蛋白”-确保在必要时形成并重新配置突触。

人工蛋白质

一个国际研究人员团队现已将这种天然分子的各种结构元素组合到一种称为CPTX的人工蛋白质中,并测试了其在不同疾病模型中的作用。为此,将该化合物施用于具有神经缺陷的小鼠,其在人类中以相似的方式发生。具体来说,测试的重点是阿尔茨海默氏病,脊髓损伤和小脑性共济失调,这种疾病的主要特征是肌肉协调失调。所有这些情况都与突触的损坏或丢失有关。这项研究是由多个研究机构的专家共同努力完成的,这些研究机构包括DZNE的Magdeburg基地,英国的MRC分子生物学实验室,东京庆应义University大学医学院以及日本的爱知医科大学。

减轻疾病症状

DZNE高级研究员Alexander Dityatev教授说:“在我们的实验室中,我们研究了CPTX对表现出某些阿尔茨海默氏病症状的小鼠的作用”。“我们发现CPTX的使用可以提高小鼠的记忆力。”研究人员还观察到了一些重要的神经元参数的标准化,这些参数在阿尔茨海默氏病以及所研究的动物模型中均受到损害。即,CPTX增加了突触改变的能力,这被认为是与记忆形成相关的细胞过程。此外,已证明CPTX可以提高所谓的“兴奋传递”。这就是说,该蛋白质对促进接触细胞活性的突触具有特异性作用。最后,CPTX增加了所谓的树突棘的密度。这些是细胞膜上的微小凸起,对于建立兴奋性突触连接至关重要。

研究伙伴在英国和日本的进一步研究表明,将CPTX应用于运动功能障碍的小鼠(由脊髓损伤或类似于小脑性共济失调的病理状况引起)可改善啮齿动物的活动能力。在细胞水平上,该药物被证明可以修复和促进兴奋性突触连接。

分子连接器

CPTX以独特的方式结合了天然突触组织蛋白中存在的功能域。该化合物被设计为神经细胞之间的兴奋性连接的通用桥梁建设者。在两个神经元相遇时,无论是通过粘合剂接触还是实际上是在突触连接中,CPTX都链接到两个相关细胞表面上的特定分子,从而触发新突触的形成或增强已经存在的突触。

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