小鼠研究表明,脊髓神经细胞中线粒体蛋白-1(MFN1)蛋白水平的增加可以逆转Charcot-Marie-Tooth 2A型(CMT2A)的特征。
该研究发表在“临床研究杂志 ”上发表的研究“ 恢复mitofusin平衡可防止Charcot-Marie-Tooth 2A型模型中的轴突变性 ” 。
CMT2A由MFN2 基因的突变引起 ,其中包含产生线粒体-2蛋白的指令,该蛋白对线粒体(细胞的发电厂)的正常功能起着关键作用。
线粒体及其MFN2蛋白的功能受损已经涉及几种人类疾病,例如帕金森病和阿尔茨海默氏病。尽管如此,MFN2基因的基因突变 仅与CMT2A的发展直接相关。
到目前为止, 已经报道了100 多种MFN2突变,这些突变与多种症状有关。从经典的外周症状,如肌肉无力和萎缩(收缩),以及脚,小腿,手或前臂的感觉减少到与中枢神经系统(脑和脊髓)损伤相关的症状,包括听力损失和视力缺陷。
以前的研究表明,mitofusin-1蛋白的存在可以弥补MFN2的损失,并保护线粒体免受MFN2突变引起的缺陷。目前尚不清楚MFN1蛋白如何有助于预防CMT2A症状。
为了进一步探索MFN1蛋白的作用及其与MFN2在疾病背景下的关系,由 加利福尼亚州洛杉矶Cedars-Sinai医学中心的研究人员领导的研究小组设计了一种CMT2A小鼠模型。
动物的MFN2突变仅存在于神经细胞中,导致CMT2A患者出现神经系统特征,包括严重的早发感觉和运动缺陷,视力丧失,线粒体动力学改变和广泛的神经细胞变性。
对线粒体中突变和正常MFN2蛋白功能的详细分析表明,在某种程度上,其活性取决于MFN1蛋白的存在。考虑到这一点,研究人员测试了改变MFN1 / MFN2比例是否会影响CMT2A小鼠的症状。
该团队再次对CMT2A小鼠进行遗传操作,迫使神经细胞产生更多的MFN1蛋白。
与MFN2突变小鼠相比,这组新的动物 - 携带突变的MFN2和增加的MFN1蛋白水平 - 显示完全或接近完全拯救CMT2A的运动和感觉症状。
这些小鼠具有正常的门,即使在高龄时也没有表现出紧握,在所有运动和力量测试中显示出明显更好的结果。与MFN2突变小鼠相比,它们还显示出改善的视敏度,恢复到健康的非突变小鼠的水平。
“这些数据提供了强有力的证据,表明MFN1与MFN2的比例是神经系统对突变MFN2显性负效应的敏感性的关键决定因素,”研究人员写道。
此外,增加的MFN1蛋白水平显着提高了线粒体正常运作的能力,同时它防止了由突变的MFN2引发的脊髓神经细胞的退化。
在这些研究结果的支持下,该团队认为“提高MFN1水平以恢复MFN1 / MFN2平衡是CMT2A可行的治疗策略。”