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神經元老化，對取出蛋白質垃圾的影響
根據賓夕法尼亞大學佩雷??爾曼醫學院的一項新研究，隨著細胞老化，它們排出有害垃圾的能力下降。研究結果表明，老年神經元中自噬的惡化 - 從未復制過的細胞和它們所居住的尸體一樣古老 - 可能是一系列神經退行性疾病(如肌萎縮側索硬化癥，阿爾茨海默氏癥)的危險因素，和帕金森氏癥。
使用來自年輕和老年小鼠的神經元的活細胞成像，生理學教授Erika Holzbaur博士和作者，Holzbaur實驗室的博士后研究員Andrea Stavoe博士本周在eLife上發表了他們的研究。自噬的重要性在2016年被諾貝爾生理學或醫學獎所認可。
“科學家當前的想法是，自噬的減少使得神經元更容易受到遺傳或環境風險的影響，”Holzbaur說。“我們研究方向的動機是大多數神經退行性疾病，其中伴有自噬的惡化，例如肌萎縮側索硬化癥，阿爾茨海默氏癥，亨廷頓氏癥和帕金森氏癥，也是衰老的疾病，”
在自噬開始時，細胞內的一種組分，稱為自噬體，吞噬錯誤折疊的蛋白質或受損的結構進行降解，基本上將這種廢物隔離在生物垃圾袋中。然后自噬體與第二種細胞結構融合，稱為溶酶體，其中含有分解垃圾所需的酶，使組分可以回收和再利用。這種優雅的廢物清除流是保持神經元健康的原因，但在不存在的情況下，神經元終會因無人看管的垃圾堆積而死亡。
“在環衛工人罷工期間思考城市街道，”斯塔沃說。
研究小組評估了衰老期間小鼠神經元自噬的發生率，發現自噬體數量顯著減少，同時老年小鼠神經元產生的自噬體結構明顯缺陷。
雖然自噬體形成的早期階段未受影響，但他們發現老年小鼠的形成經常停滯，而形成的那些則是畸形。這些缺陷可能使垃圾在神經元突觸處積聚。Stavoe指出，在其他研究中，已經在患有神經退行性疾病的供體的死亡人腦組織中觀察到具有錯誤膜的自噬體。
重要的是，在老年小鼠中開啟蛋白質WIPI2B可恢復老年神經元中的自噬體形成，使自噬垃圾運輸過程重新上線。這種拯救取決于WIPI2B的激活水平，提供對自噬體形成的生物學調節的洞察。
另一方面，當研究人員從年輕神經元中取出WIPI2B時，自噬體形成停滯不前。“使用一種蛋白質對這種驚人而*的自噬拯救提示了一種新的與年齡相關的神經變性的治療靶點，”Stavoe說。