除了细胞废物管理，蛋白酶体的扩展作用
时间：2024-04-26 阅读：203
蛋白酶体的典型工作，即细胞的垃圾处理，是将蛋白质磨成更小的碎片，并回收其中的一些碎片和部分。在大多数情况下，情况仍然如此，但是，约翰霍普金斯大学的医学研究人员在实验室和老鼠身上研究了神经细胞，他们说蛋白酶体的作用可能远远不止于此。
研究人员说，它的额外作用可能从垃圾分类器转变为背根神经节神经元的信号信使。将感觉信号从靠近皮肤的神经细胞传递到中枢神经系统的细胞。
他们的实验结果发表在2024年4月12日的《Cell Reports》上，表明蛋白酶体可能帮助那些专门的神经元感知周围环境，相互发送信号，并可能区分感知疼痛和瘙痒，这一发现可以帮助科学家更好地理解这些感觉过程，并为治疗疼痛和其他感觉问题找到新的目标。约翰霍普金斯大学医学院生物化学副教授Seth S. Margolis博士说:“神经元彼此相邻生活了很长一段时间，它们需要相互交流的方式，了解它们在做什么，它们是谁。神经元膜上的蛋白酶体可能有助于细胞微调这一信息传递过程。蛋白酶体比它们看起来要复杂得多。”
2017年，他和同事们首次在小鼠中枢神经系统神经元的质膜中发现了蛋白酶体，他们将其命名为神经元膜蛋白酶体，并继续研究这些特殊的蛋白酶体如何促进神经元之间的信息传递或串扰。
当时，Margolis的研究重点是中枢神经系统，包括大脑和脊髓。但后来，他与神经生物学家埃里克Villalón兰德罗斯博士合作，他是约翰霍普金斯大学Margolis实验室的博士后，他的工作重点是周围神经系统，神经元网络贯穿身体的其余部分，更靠近皮肤，从环境中捕捉感官信息。
Margolis和Villalón Landeros想知道蛋白酶体是否可以在周围神经元中找到，如果是的话，它们可能起什么作用。
利用附着在蛋白酶体上的小鼠抗体和其他方法，研究人员在脊髓、背根神经节、坐骨神经和支配皮肤的周围神经的神经元表面发现了蛋白酶体。
研究人员还在实验室培养皿中培养的同一类型的周围神经元中发现了蛋白酶体。
为了了解蛋白酶体在周围感觉神经元中的功能，研究人员给小鼠注射了生物素-环氧霉素，这是一种细胞膜不渗透的蛋白酶体抑制剂，可以阻断神经元膜蛋白酶体的功能。然后，他们进行了经典的感官测试。
研究人员发现，在身体的一侧注射了蛋白酶体阻断药物生物素-环氧霉素的小鼠对感觉测试的反应比另一侧慢25%到50%。
Margolis说:“这表明膜蛋白酶体对感觉很重要，它们一定在信号水平上促进了这一点。”
研究人员使用单细胞测序技术确定膜蛋白酶体在与瘙痒感觉有关的神经元亚群中表达，并且已知对组胺敏感，组胺是一种免疫系统化合物，可以引发动物(包括人类)对过敏原的反应。
在实验室培养皿中，研究人员刺激瘙痒相关和非瘙痒相关的神经元，并用生物素-环氧霉素阻断它们的膜蛋白酶体。这导致了所有细胞活动的变化。Margolis说:“阻断蛋白酶体似乎对所有细胞都有活性调节作用，尽管它是在一个亚群中表达的，这表明蛋白酶体促进了这些细胞之间的一种串扰。”
蛋白酶体阻滞剂，包括一种名为Velcade的药物，目前被用于治疗某些类型的癌症。
Villalón Landeros和Margolis计划继续合作，以确定神经元膜蛋白酶体在感觉神经元和感知疼痛与瘙痒中的作用。“我们想看看我们是否可以操纵神经元膜蛋白酶体来产生不同的疼痛和瘙痒感觉，”Villalón Landeros说。