肌肉中有害的蛋白质废物

经实验治疗后(右),与对照组(左)相比,心肌中蛋白质聚集物(绿色)和损伤明显减少。
©Kathrin Graf-Riesen / Ukb

一个国际研究人员团队已经确定了罕见,严重的肌肉疾病的原因。根据这些发现,单一的自发性发生突变导致肌肉细胞不再能够正确地分解缺陷蛋白质。结果,细胞灭亡。这种病症导致儿童严重的心力衰竭,伴有骨骼和呼吸肌损伤。受影响的人很少住超过20岁。该研究还突出了潜在治疗的实验方法。然而,无论是如何实现的,只会在几年内变得明确。结果在自然通信期刊上发表。

由波恩大学领导的研究人员国际团队已经确定了罕见的严重肌肉疾病的原因。根据这些发现,单一的自发性发生突变导致肌肉细胞不再能够正确地分解缺陷蛋白质。结果,细胞灭亡。这种病症导致儿童严重的心力衰竭,伴有骨骼和呼吸肌损伤。受影响的人很少住超过20岁。该研究还突出了潜在治疗的实验方法。然而,无论是如何实现的,只会在几年内变得明确。结果在自然通信期刊上发表。

健康(左)和患病鼠标(横截面)的心脏。结缔组织夹杂物(右,红色)使患病的心脏效率降低。
©Kenichi木/ UKB

任何曾经折断过自行车辐条或汽车坏掉的人都知道,机械应力迟早会导致需要修理的损坏。这也适用于人类的肌肉组织。波恩大学生理学研究所的副教授Michael Hesse博士和他的同事Bernd Fleischmann教授一起领导了这项研究,他解释说:“每次运动,结构蛋白都会被破坏,必须被替换。”

这些有缺陷的分子通常在细胞中被分解,其成分随后被循环利用。在这一复杂的过程中,一种名为BAG3的蛋白质发挥了重要作用。这项新研究的结果显示了这是多么重要:研究人员能够证明BAG3基因蓝图的一个单一变化会导致一种致命的疾病。

“突变导致袋子3与伴侣蛋白形成不溶性复合物,伴侣蛋白增长较大,”Hesse说。这将修复过程带到停滞状态 - 肌肉变得越来越少。此外,毒物水平随时间积累,最终导致肌肉细胞的死亡。“通常先在心中看到后果,”Hesse说。“那里,肌肉连续取代疤痕组织。这导致心脏的弹性降低,直到它几乎不能泵出血液。“

因此,受影响的人通常需要在儿童时期进行心脏移植。即使这一措施也只是暂时缓解,因为这种疾病还会影响骨骼和呼吸肌肉。因此,患者往往很年轻就去世了。

非常罕见的情况,因此很少研究

在胚胎发育期间致命突变可以自发地出现。幸运的是,这是一个非常罕见的事件:世界上只有几百百种受影响的儿童。然而,由于其稀有性,疾病已经收到了迄今为​​止的研究重点。“我们的研究现在进一步提出了很多巨大的交易,”Bernd Fleischmann强调。

这是因为研究人员首次成功地在老鼠身上复制了这种疾病,并使用新的动物模型来确定其病因。这使得对它的研究比以前更好——也包括可能的治疗方法。也许变异的影响至少可以减少。人类每一个基因都有两个版本,一个来自母亲,另一个来自父亲。这意味着即使BAG3的一个版本在胚胎发育期间发生突变,仍然有另一个基因是完整的。

然而,不幸的是,有缺陷的BAG3也和它完好的兄弟细胞聚集在一起。因此,其中一个基因的突变足以阻止有缺陷的肌肉蛋白质的分解。然而,如果突变版本可以被消除,修复应再次工作。它还可以防止细胞中蛋白质的大量积累,从而最终导致细胞的死亡。

确实有一些方法可以特别抑制单个基因的活性。“我们用其中一只来治疗生病的老鼠,”生理学研究所的Kathrin grafa - riesen解释说,她与Kenichi Kimura博士和她的同事Astrid Ooms博士一起负责了大部分的实验。用这种方法治疗的动物表现出明显更少的症状。然而,这种方法是否能应用于人类,仍有待进一步研究。

参与机构和资金:
除了生理学研究所我,博恩大学的细胞生物学研究所还参与了大学医院的心脏手术诊所。合作伙伴还包括ForschungszentrumJülich,Münster,弗赖堡和科隆大学,以及美国的斯坦福大学和日本筑波大学。该研究由德国研究基金会(DFG)提供资金,包括研究组“机械应力保护”。

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

PD迈克尔哈塞德博士
Institutfürphysiologie i derUniversität波恩
电话:+ 49-228 / 6885233
电子邮件:mhesse1@uni-bonn.de

Bernd Fleischmann博士教授
Institutfürphysiologie i derUniversität波恩
电话:+ 49-228/6885200
电子邮件:bernd.fleischmann@uni-bonn.de

OriginalPublikation:

Kenichi Kimura等:人BAG3P209L在小鼠中过表达导致限制性心肌病。自然通讯,https://doi.org/10.1038/s41467-021-23858-7

http://www.uni-bonn.de/

媒体联系人

Svenja Ronge Dezernat 8 - Hochschulkommunikation
Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität波恩

所有来自此类别的新闻:乐动体育赞助西班牙人多少钱生命科学和化学

文章和报告从生命科学和化学领域处理现代生物学,化学和人类的应乐动体育赞助西班牙人多少钱用和基础研究。

有价值的信息可以在一系列生命科学领域找到,包括细菌学,生物化学,仿生学,生物信息学,生物物理学,乐动体育赞助西班牙人多少钱生物技术,遗传学,Geobotany,人类生物学,海洋生物学,微生物,分子生物学,细胞生物学,动物学,生物碱性化学,微化学和环境化学。

返回主页

评论(0)

写评论

最新的帖子

新材料:声波反向传播

研究人员的三维物质,以有序的卓越集群使用旋转为超材料-自然通讯发表第一个结果。声波在气体、液体和固体中通常传播……

调整能量隙:有机半导体的新方法

有机半导体作为用于大面积显示的有机发光二极管(oled)的高效能源材料已经赢得了声誉。在这些和其他应用中,例如……

确定癌细胞如何变得侵略性

宾夕法尼亚大学的科学家开发了一种新的方法,可以在单细胞水平上追踪转移性癌症的谱系和基因表达模式。通常是癌症的扩散,而不是原来的肿瘤…

合作伙伴和赞助商