研究人员修改了蛋白质Nurr1,使其可以从外部进入细胞。Nurr1缺乏可能是帕金森病的原因之一。虽然Nurr1已被讨论为治疗帕金森病的潜在目标,但由于它无法穿透细胞,因此无法正常使用。来自波鸿鲁尔大学和美国国立卫生研究院(NIH)的团队部署了细菌输入信号,以便将Nurr1送入细胞。研究人员还证明,修饰蛋白可能对产生多巴胺的神经细胞的存活产生积极影响。他们在2018年8月18日的分子神经生物学杂志上描述了他们的结果。

在研究中,Dennis Paliga,Fabian Raudzus,Sebastian Neumann博士和分子神经生物化学工作组的Rolf Heumann教授与美国国立卫生研究院的Stephen Leppla教授合作。

细菌蛋白质构建块作为导入信号

Nurr1是一种转录因子; 这意味着蛋白质与细胞核中的DNA结合,并调节哪些基因被读取并翻译成蛋白质。因此,它控制产生神经递质多巴胺并且在帕金森病中受影响的细胞中的许多特性。某些大脑区域的多巴胺戒断是导致与疾病相关的运动缓慢的原因。

由于Nurr1蛋白通常不具有进入细胞的能力,因此不能在细胞核中起作用,研究人员正在寻找用进口信号提供蛋白质的方法。他们在细菌中发现了他们正在寻找的东西,并将源自炭疽芽孢杆菌的蛋白质片段附着到Nurr1。在细菌中,该蛋白质确保病原体可以渗入动物细胞。“我们使用的细菌蛋白质片段不会引发疾病;它只包含将物质运输到细胞中的命令,”Rolf Heumann解释道。一旦修饰的蛋白质被细胞吸收,细菌蛋白质构建块就会脱落,并且Nurr1蛋白质可以通过使用细胞的内源核输入机制到达其靶基因。

Nurr1对多巴胺合成的关键酶具有积极作用

研究人员通过监测酪氨酸羟化酶的产生来测量Nurr1功能性递送的影响。该酶是多巴胺合成的前体 - 这一过程在帕金森病患者中被破坏。用改良的Nurr1处理的培养细胞比未处理的细胞产生更多的酪氨酸羟化酶。同时,它们产生较少的Nur77蛋白,其参与程序性细胞死亡的调节。

蛋白质可以保护免受神经毒素的影响

此外,研究人员测试了改良Nurr1对用神经毒素6-羟基多巴胺处理的培养细胞的影响。它导致产生多巴胺的细胞死亡,因此是帕金森病的模型。Nurr1抑制神经毒素诱导的细胞变性。

“我们希望我们能够为新的帕金森疗法铺平道路,”塞巴斯蒂安·纽曼总结道。“尽管如此,我们的Nurr1融合蛋白只能启动一种新方法的开发。为了澄清修饰的蛋白质是否特异性地到达大脑中的正确细胞以及如何应用它,仍然需要采取许多步骤。”