
蛋白酶体是细胞的垃圾处理机制,通常会将蛋白质分解成更小的片段,并循环利用其中的一些片段。
这在很大程度上仍然是事实,但约翰霍普金斯医学院的研究人员认为,蛋白酶体可能发挥更大的作用。他们正在研究小鼠和实验室培养的神经细胞。
研究人员推测,它在背根神经节神经元中的次要功能可能从垃圾分类器转变为信号信使,背根神经节神经元将皮肤近端神经细胞的感觉信号传递给中枢神经系统。
他们的研究结果发表在2024年4月12日的《细胞报告》上,表明蛋白酶体可能帮助那些专门的神经元检测周围环境,相互交换信号,并可能区分疼痛和瘙痒。这一发现可能为疼痛和其他感觉问题的治疗提供新的途径,以及对这些感觉过程的更深层次的理解。
2017年,马戈利斯及其同事发现了他们所谓的神经元膜蛋白酶体,这是小鼠中枢神经系统神经元质膜中独特的蛋白酶体。从那时起,他们一直在研究这些独特的蛋白酶体如何促进神经元之间的通信或串扰。
当时,马戈利斯一直在研究中枢神经系统,包括大脑和脊髓。外周神经系统是遍布身体其他部位的神经元网络,靠近皮肤,负责从环境中获取感官信息。然而,后来他与神经生物学家埃里克Villalón兰德罗斯博士合作,后者是约翰霍普金斯大学马戈利斯实验室的博士后研究员。
马戈利斯和Villalón兰德罗斯思考周围神经元是否含有蛋白酶体,如果是的话,它们可能有什么用途。
研究人员利用附着在蛋白酶体上的小鼠抗体和其他技术,在脊髓、背根神经节、坐骨神经和支配皮肤的周围神经的神经元表面发现了蛋白酶体。
研究人员在实验室培养皿中培养的周围神经元中发现了相同类型的蛋白酶体。
研究人员给小鼠注射了生物素-环氧霉素,这是一种细胞膜不渗透的蛋白酶体抑制剂,可以抑制神经元膜蛋白酶体的活性,从而更好地了解蛋白酶体在周围感觉神经元中的作用。然后他们进行了传统的感官检查。
研究人员发现,老鼠在身体的一侧注射了蛋白酶体阻断药物生物素-环氧霉素,对感觉测试的反应比另一侧慢25%-50%。
研究人员发现,膜蛋白酶体在与瘙痒有关的神经元亚群中表达,并且已知对组胺敏感,组胺是一种触发动物(包括人类)身体对过敏原反应的免疫系统物质。他们利用单细胞测序技术发现了这一发现。
在刺激神经元后,研究人员在实验室培养皿中使用生物素-环氧霉素来阻断瘙痒相关和非瘙痒相关神经元的膜蛋白酶体。结果,所有细胞的活动都发生了变化。
马戈利斯说:“阻断蛋白酶体似乎对所有细胞都有活性调节作用,尽管它是在一个亚群中表达的,这表明蛋白酶体促进了这些细胞之间的一种串扰。”
蛋白酶体阻滞剂,如Velcade,被用于治疗特定的癌症。
Villalón Landeros和Margolis打算进行更多的研究,以确定神经元膜蛋白酶体在感觉神经元中的作用,并区分疼痛和瘙痒。
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