druid169

2023-12-14 13:28

来自杜克大学等机构的科学家们通过研究描述了一种特殊过程，在该过程中，肠道中名为α-突触核蛋白（α-synuclein）的特殊蛋白能通过神经系统到达大脑中的易感神经。

尽管此前研究表明，帕金森疾病始于肠道并会扩散到大脑组织，但这一过程是如何发生的让研究人员一直难以琢磨，近日，一篇发表在国际杂志JCI Insight上题为“Gut mucosal cells transfer α-synuclein to the vagus nerve”的研究报告中，来自杜克大学等机构的科学家们通过研究描述了一种特殊过程，在该过程中，肠道中名为α-突触核蛋白（α-synuclein）的特殊蛋白能通过神经系统到达大脑中的易感神经。

研究者Rodger Liddle说道，当α-突触核蛋白被破坏时，这种运输系统或许就会成为一个问题，如果其在肠道中被破坏，随后就会扩散到大脑中，并且会形成称之为路易体（Lewy bodies）的团块，而这是帕金森疾病和其它痴呆症形式的主要标志。帕金森疾病是一种长期的退行性疾病，其会损伤机体的自主运动，据估计，全球有高达1000万人患有该病。

如今越来越多的研究证据表明，肠道在帕金森疾病的发生过程中扮演着重要角色，而其中一条线索就是，诸如便秘等胃肠道症状通常会发生在运动技能下降之前。这项研究中，研究者Liddle等人重点关注了位于肠道中的肠内分泌细胞（enteroendocrine cells），这些细胞会对环境产生反应，并感知肠道中诸如除草剂和杀虫剂等毒性物质，其也携带有α-突触核蛋白。

通过对培养的细胞和小鼠进行实验后，研究者发现，肠内分泌细胞能通过迷走神经（连接肠道和大脑的高速公路）将来自肠道粘膜中的α-突触核蛋白运输到脑干位置。Liddle说道，我们假设肠道中的某些东西正在破坏α-突触核蛋白，并且导致其发生错误折叠，我们并不知道其是有毒物质还是某些其它暴露，但如今研究人员通过研究表明，病理性错误折叠的α-突触核蛋白有一条能从肠内分泌细胞转运到大脑中的途径，在那里其会聚集形成路易体沉积物。

研究者表示，目前他们能通过切断动物机体的迷走神经来阻断α-突触核蛋白的扩散，这一发现或为设计新型疗法来阻断运输系统或重置改变肠道-大脑信号的治疗性方法奠定一定的基础。综上，本文研究结果强调了肠道粘膜细胞中可能出现的纤维状α-突触核蛋白的潜在非神经元来源。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Rashmi Chandra,Arpine Sokratian,Katherine R. Chavez, et al. Gut mucosal cells transfer α-synuclein to the vagus nerve, JCI Insight (2023). DOI:10.1172/jci.insight.172192


最快两小时入脑！《Science》子刊：微塑料颗粒会进入大脑促进有毒蛋白形成，增加患帕金森病风险！

来源：生物谷  2023-12-12 15:52

如今我们的日常生活中充满了各种各样的塑料制品，由于其廉价而轻便的特点，从塑料袋到奶茶瓶，从食品包装到衣物纤维，塑料的身影无处不在，然而，随着塑料的广泛使用和大规模生产，一种微小但潜在威胁的存在逐渐引起了人们的关注，那就是微塑料。微塑料是指直径小于5毫米的塑料颗粒，甚至包括了更小的纳米级颗粒。它们不同于我们通常看到的大块塑料废弃物，因为它们微小的足以逃离肉眼的视线。然而，正是这些微小的颗粒可能构成了环境和生态系统的潜在威胁。

2023年11月17日，国际知名期刊Science Adances在线发表了一篇题为Anionic nanoplastic contaminants promote Parkinson’s disease–associated α-synuclein aggregation的研究文章，作者在这项研究中指出阴离子型聚苯乙烯纳米塑料与人类α-突触核蛋白的高亲和力结合促进了α-突触核蛋白的聚集，并在小鼠模型中显示了潜在的神经系统影响，提出了微塑料可能与帕金森病风险相关的新观点。

在此前的研究中，苯乙烯塑料在大多数成年人的血液循环中被发现，实验模型显示，聚苯乙烯纳米塑料可以在大脑中积累并穿透脑实质。然而，对于其他化学形式的纳米塑料，包括带电的聚苯乙烯，一旦这些污染物进入大脑内部，它们是否能够在神经元中被内化和运输尚不清楚，纳米颗粒可能通过内吞作用途径的一部分来在大脑中沿不同的神经回路传播。

为了确定阴离子型纳米塑料污染物对α-突触核蛋白聚集是否具有催化作用，作者使用高浓度的α-突触核蛋白单体蛋白与聚苯乙烯纳米塑料混合，检测α-突触核蛋白聚集的变化。结果发现，在α-突触核蛋白单体蛋白的存在下，与聚苯乙烯纳米塑料混合后，几天内即可在溶液中观察到模糊的白色泡沫状界面，6天后整体呈浑浊状态。利用负染透射电子显微镜（TEM）检查后发现，3天内就可从单个塑料颗粒中观察到多个α-突触核蛋白纤维，与阴离子型聚苯乙烯纳米塑料的效应相反，使用类似实验的带电石墨烯纳米颗粒对α-突触核蛋白的聚集产生抑制作用，暗示了不同成分的纳米颗粒与α-突触核蛋白的相互作用可能存在一定的特异性。

分子动力学模拟显示出了α-突触核蛋白与阴离子型纳米塑料能够形成稳定的复合物，且这种复合物的形成时特异性结合的结果，中性和阳离子型纳米塑料没有形成类似的稳定复合物，如图二所示。

为了探究神经元究竟是如何摄取阴离子纳米塑料的，作者使用胶束吸附剂阻断剂来研究神经元对阴离子纳米塑料的摄取，通过不同内吞作用抑制剂来调查纳米塑料的内吞机制。最终发现阴离子纳米塑料进入成熟神经元中，主要通过clathrin依赖的内吞作用进入溶酶体。这种内吞作用是一种细胞摄取外界物质的过程，其中细胞表面上的clathrin蛋白质形成被称为clathrin覆盖的小泡，通过与细胞膜融合，使其内含的物质被引入细胞内。

进一步的，作者也比较了阴离子纳米塑料和溶酶体损伤剂LLOME对溶酶体功能的影响，通过评估特定标志物（例如galectin3）的表达来检查阴离子纳米塑料和LLOME对溶酶体的影响，使用LysoSensor荧光标记技术评估溶酶体的酸性。结果发现阴离子纳米塑料不引起溶酶体损伤标志物的积累，但会导致轻度的溶酶体功能受损。

那阴离子纳米塑料是否会影响α-突触核蛋白及其聚集物在神经元内的降解过程呢？

通过使用α-突触核蛋白纤维的BODIPY标记工具来测量溶酶体中α-突触核蛋白的降解，研究人员发现阴离子纳米塑料影响了溶酶体的降解功能，减缓了α-突触核蛋白聚集物的降解速度。

为了了解α-突触核蛋白纤维和阴离子聚苯乙烯纳米塑料污染物在大脑内的分布和运输模式，以及它们在共同注射的情况下对α-突触核蛋白的聚集和神经元病变的潜在影响。作者使用了非转基因的大鼠进行了造模实验，通过共聚焦分析，对注射到大鼠背侧纹状体的荧光标记（FITC）纳米塑料颗粒和α-突触核蛋白纤维的分布进行观察。结果显示，单独注射时，纤维和纳米塑料分布模式有所不同。联合注射后，纳米塑料和纤维的分布模式变得相似，且在多巴胺能神经元中观察到它们的共聚焦。联合注射还导致了α-突触核蛋白病变的显著增加，表明纳米塑料可能影响α-突触核蛋白的聚集和神经元病变。

此外，今年4月份的一项研究探讨了微塑料污染的传播情况。该研究进行了小鼠的短期摄取实验，通过口服聚苯乙烯微纳颗粒。令人惊讶的是，尽管血脑屏障原本是一个重要的生物屏障，用于保护大脑免受有害物质侵害，但纳米级颗粒竟然在灌胃后仅2小时内就能抵达大脑[2]。另一方面，还有研究检测到接受心脏手术的患者心脏组织中存在多种类型的微塑料。过去十年的众多研究证实，微塑料已在人类粪便、胎盘、肺部等多个部位被发现[3]。

总的来说，这项深入探讨了小型α-突触核蛋白纤维和阴离子聚苯乙烯纳米塑料在神经系统中的相互作用的研究进展揭示了它们在神经元内的分布、运输模式以及对α-突触核蛋白聚集的潜在影响。这些发现引发了我们对纳米塑料对神经系统健康可能产生的潜在风险的关注。尽管研究还处于初步阶段，但这为未来深入了解微塑料对神经疾病风险的影响提供了重要线索。这对于我们理解环境污染与神经系统疾病之间的关系，以及采取措施来减缓这一潜在风险具有重要启示。

参考文献：

1.Zhiyong Liu et al. Anionic nanoplastic contaminants promote Parkinson’s disease–associated α-synuclein aggregation.Sci. Adv.9,eadi8716(2023).

2.Kopatz, Verena et al. “Micro- and Nanoplastics Breach the Blood-Brain Barrier (BBB): Biomolecular Corona's Role Revealed.” Nanomaterials (Basel, Switzerland) vol. 13,8 1404. 19 Apr. 2023, doi:10.3390/nano13081404

3.Detection of Various Microplastics in Patients Undergoing Cardiac Surgery; Technology, 2023; 57 (30): 10911. https://doi.org/10.1021/acs.est.2c07179

[ 本帖最后由 druid169 于 2023-12-16 13:56(GMT+8) 编辑 ]

本帖最近评分记录

• yanhuangsishen 金币 +3 感谢分享，论坛有您更精彩！ 2023-12-17 19:25