研究小组使用光照明远程控制与疾病相关的蛋白质分子

日本的一个联合研究小组通过使用光照明远程控制与疾病相关的蛋白质分子，成功地在热带小鱼中重现了关键的ALS症状。

在肌萎缩性侧索硬化症(ALS)(也称为路格里格氏病或运动神经元疾病)中，称为运动神经元的神经细胞会逐渐退化。这些运动神经元积聚包含聚集形式的TDP-43蛋白的内含物。

在人体中，运动神经元沿着脊髓长度排列并沿着称为轴突的电缆延伸，以与覆盖身体表面的肌肉连接。这种解剖学特征使运动神经元成为最难观察的细胞之一。因此，我们还没有完全了解健康的运动神经元何时以及如何开始在ALS中变得异常和病理化。

在上周发表在《自然通讯》杂志上的一项研究中，作者设计了一种新的TDP-43变体，将人类TDP-43附着于植物蛋白上，该植物蛋白在吸收蓝光后形成蛋白质聚集体。这种受光控制或“光遗传”的TDP-43在黑暗中通常起到TDP-43的作用，但在蓝光照射下会逐渐形成聚集体。作者专注于斑马鱼的运动神经元，因为它们与人类运动神经元具有多个特征。由于透明的鱼体，可以看到整个细胞(图)。利用他们自己的原始技术，作者在斑马鱼运动神经元中表达了光遗传学上的TDP-43，并发现当仅用蓝光(电影)照亮鱼时，就会出现关键的ALS病理。

出乎意料的是，即使停止光照，并且在光遗传性TDP-43聚集之前，运动神经元和肌肉之间的连接也会减弱。该结果表明，在TDP-43发育成通常在ALS末期观察到的大聚集体之前，运动神经元已经受到损害。

主持这项研究的Asakawa博士说：“这项研究首次表明TDP-43聚集是动物运动神经元功能障碍的原因。我们认为，小型TDP-43组件称为TDP- 43个寡聚体可能比较大的聚集体对运动神经元的毒性更大。”

他继续说：“我们现在可以通过控制光强度和照明位置，以临时的和空间可调的方式产生类似ALS的状态。我们未来几年的最终目标是确定阻止光遗传性TDP-43形成低聚物的化学物质和骨料，我们希望此类化学物质可用于ALS治疗。”