感染性プリオンは神経細胞に対して無毒であることが判明しました

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ビデオ: 知覚神経に作用する薬①(概要) 2022, 十一月
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棒状の構造に組み立てられた精製された感染性プリオンタンパク質

全米科学アカデミー紀要によると、神経変性疾患を伝播するプリオンとニューロンに損傷を与えるプリオンは異なる分子です。これは、精製されたプリオン(感染のキャリア)の抽出物または神経変性を含むプリオン病の症状を示す動物の均質化された脳組織のいずれかが神経細胞の培地に添加された実験で発見されました。最初のケースでは、培養物中の細胞は無傷のままであり、2番目のケースではそれらは損傷を受けていました。

プリオンはタンパク質性の感染性病原体であり、他のタンパク質とは異なり、非常に安定したコンフォメーションを採用し、同じ組成の隣接する分子に「感染」します。その結果、特殊な病理学的コンフォメーションのタンパク質がクラスターを形成し、それらが位置する細胞を変形させます。これは特に神経細胞で頻繁に起こり、多くのプリオン病が脳に影響を及ぼします。損傷は非常に深刻で不可逆的であり、患者は通常死亡します。プリオン病の治療法はまだありません。

対応するタンパク質の遺伝子に変異がある場合、プリオン病は遺伝性である可能性があります。さらに、感染した人の脳や肉を食べることで感染したり(熱処理や多くの消化酵素は通常プリオンの塊を破壊しません)、体液と接触したりする可能性があります。しかし、分子レベルでは、プリオン感染の詳細はまだ不明です。

ジョン・コリンジ率いるユニバーシティ・カレッジ・ロンドンの研究者は、さまざまなプリオンがマウスの新しい大脳皮質と海馬のニューロン(つまり、動物の体から直接除去された「準備ができた」神経細胞)の初代培養にどのように作用するかをテストしました。

研究者らは、プリオン神経変性疾患の症状(107、7から108、1ミリリットルあたり1感染単位)を持つマウスの脳から分離された、Prnp遺伝子によってコードされるプリオンタンパク質分子の精製された棒状クラスターを72時間追加しました。他のケースでは、精製されたタンパク質の代わりに、病気のマウスの均質化された脳組織が使用されました;それはミリリットルあたり104.2から105.7の感染性プリオン単位を含んでいました。最後に、健康な動物の脳のホモジネートをいくつかの培養物に導入し、それに精製された「感染性」プリオンタンパク質を以前に加えた。対照として、細胞に感染することができない「健康な」コンフォメーションを有するタンパク質を使用した。

培養中のニューロンの状態-プロセスの分岐の数、長さ、程度、およびそれらが生きているかどうかは、蛍光顕微鏡を使用して観察されました:蛍光タンパク質に関連する抗体は、さまざまな領域と機能状態に特徴的な分子に対して選択されました神経細胞は、さまざまな色の輝きを与え、それがどこにどの程度の強さで現れるかを観察しました。

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病気の動物の精製プリオンまたは脳ホモジネートを添加した後の異なる日の培養中のニューロンの状態。グラフは、培養物が処理されたものと濃度に応じて、シュートの長さを示しています。

プリオン病のマウスの脳のホモジネートを培地に加えた場合、神経細胞のプロセスの長さとそれらの成長の数は、1つのケースでのみ減少しました。健康な齧歯動物の脳ホモジネートの組成を含む、病気の動物の組織から精製されたプリオンは、ニューロン、およびそれらから精製された「安全に折りたたまれた」プリオンタンパク質に害を及ぼさなかった。病気のマウスの均質化された脳の神経毒性効果は、ホモジネートの治療に使用される場合がある物質である2%ラウロイルサルコシンナトリウムの作用下で消失しました。同時に、感染するプリオンの分子数は減少しませんでした。

これらのデータから、研究者らは、プリオンでは、細胞に感染する機能とこれらの細胞に対する毒性効果は互いに厳密には関連していないと結論付けました。それらはおそらく、異なるタイプの分子および/またはそれらのクラスターの形態によって提供されます。明らかに、棒状のクラスターを形成するプリオンはニューロンに対して無毒ですが、逆に、他の形のクラスター内のタンパク質はニューロンに害を及ぼします。精製が不十分なプリオンは神経細胞に損傷を与えることが知られていますが、以前の研究では、毒性を発揮するためにそれらのグループがどのような形態でなければならないかは特定されていません。これを確立するのは簡単ではありません。そのような混合物には、さまざまな形状とサイズのプリオンクラスターが含まれています。結局のところ、新しい研究はこれを検証することを目的とすべきです。

無病のプリオンはすでに発見されています。 2016年、イタリアの科学者は羊の脳から掻痒症(スクレイピー)でPrPSc分子を分離し、増殖させ、スクレイピー感受性のヨーロッパヤチネズミ(Myodes glareolus)のプリオンの構造に「適応」させ、げっ歯類にこれらの物質を感染させようとしました。羊のPrPSc品種の1つは、おそらく分子の構造の特殊性のために、何らかの理由でハタネズミの掻痒を引き起こすことができませんでした。

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