有新的研究结果显示,亨廷顿蛋白(Huntingtin,以下简称 HTT)在神经元生长和骨架(细胞骨架)维持中发挥重要作用。


HTT是“亨廷顿病”的致病蛋白,以往主要被理解为在细胞内囊泡运输中充当“踏板”,起辅助作用。但近期研究报告称,HTT的缺失或变异会影响细胞骨架蛋白“细胞骨架微丝(F-actin)”的功能。


同时,也有线索表明,在神经元轴突末端的生长过程中,HTT可能发挥重要作用。不过,HTT与 F-actin 之间的直接相互作用及其结构基础此前尚未被清晰阐明。


与此不同的是,本次研究揭示了 HTT 如何调控 F-actin,以及这种调控功能对神经元发育意味着什么。


亨廷顿病是典型的神经系统退行性疾病(罕见遗传性疾病),伴随肌肉协调能力丧失、认知功能下降和精神问题等症状。此次研究成果被寄予厚望,认为今后有望推动阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩症等其他退行性疾病的研究。


(自左起)生命科学系教授 Song Jijun、博士研究生 Kim Jaeseong、博士 Kim Hyeongju。KAIST 提供

(自左起)生命科学系教授 Song Jijun、博士研究生 Kim Jaeseong、博士 Kim Hyeongju。KAIST 提供

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韩国科学技术院(KAIST)于1日表示,生命科学系 Song Jijun 教授团队与奥地利科学技术研究所(ISTA)、法国索邦大学·巴黎脑研究所(Paris Brain Institute)、瑞士联邦理工学院(EPFL)等合作,利用冷冻电子显微镜(cryo-EM)和细胞生物学技术,阐明了 HTT 将 F-actin 排列成束状结构的结构原理。


此前人们认为,HTT仅限于参与囊泡运输、基于微管的转运等,是“使用”细胞骨架的角色。与此相反,联合研究团队新发现,HTT会物理性地组织细胞骨架本身。本研究被评价为在分子水平上首次在全球范围内证明了迄今尚未揭示的 HTT 隐藏功能。


联合研究团队确认,HTT不仅直接与 F-actin 结合,而且两个 HTT 形成一对,以20纳米的间隔将束状细胞骨架整齐地捆扎在一起。


阐明亨廷廷蛋白介导的细胞骨架微纤维束形成机制及其对神经细胞发育的影响。KAIST提供

阐明亨廷廷蛋白介导的细胞骨架微纤维束形成机制及其对神经细胞发育的影响。KAIST提供

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通过这一过程形成的细胞骨架束在神经元间连接网络的发育中发挥核心作用。实际上,在缺乏 HTT 的神经元中,观察到了神经元结构发育受阻的现象。


博士研究生 Kim Jaeseong 表示:“通过本次研究,我们提出了理解这一长期笼罩在迷雾中、被视为不治之症的亨廷顿病致病蛋白作用机制的新视角。”


Song 教授表示:“本研究不仅为理解亨廷顿病的发病机制提供了重要线索,也有望对研究细胞骨架相关疾病产生不小的影响”,并评价称:“这为在细胞分裂、迁移、机械信号传导等多种生命现象中重新审视 HTT 的作用打开了新的道路。”


另一方面,本次研究由 KAIST 博士研究生 Kim Jaeseong、博士 Kim Hyeongju(现任哈佛大学)以及巴黎脑研究所研究员 Remi Carpentier、研究员 Mariacristina Capizzi 等作为共同第一作者参与完成。



研究成果近期发表于国际学术期刊《科学》(Science)的子刊《科学进展》(Science Advances)。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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