張 瑜, 周文勝綜述, 王 佳審校
高爾基體與神經(jīng)退行性疾病研究進(jìn)展
張 瑜1,2, 周文勝1,2綜述, 王 佳3審校
高爾基體是由許多扁平囊泡構(gòu)成的高度有極性的細(xì)胞器,其主要功能是將內(nèi)質(zhì)網(wǎng)合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行加工、分類(lèi)與包裝,然后分別送到細(xì)胞特定的部位或分泌到細(xì)胞外。許多研究不僅肯定了高爾基體參與細(xì)胞的分泌過(guò)程,而且也證實(shí)高爾基體具有蛋白糖基化的翻譯后修飾,水解蛋白為活性物質(zhì)的作用。在神經(jīng)元內(nèi),高爾基體參與了許多內(nèi)外源性蛋白的順、逆性及突觸膜運(yùn)輸。因此,高爾基體某一特定或廣泛功能受損,會(huì)導(dǎo)致蛋白、脂質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)異常,甚至神經(jīng)元生理功能紊亂,從而引起疾病的發(fā)生。神經(jīng)退行性疾病的病理特點(diǎn)為神經(jīng)系統(tǒng)特定部位的神經(jīng)元進(jìn)行性萎縮或消失。盡管他們具有不同的病因和臨床表現(xiàn),但大多在組織病理學(xué)特征方面有著相似的表現(xiàn),例如神經(jīng)元的缺失和膠質(zhì)細(xì)胞的增生、高爾基體形態(tài)的改變以及蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊或異常蛋白的聚集等。高爾基體作為細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)代謝的重要細(xì)胞器,其在神經(jīng)退行性疾病中的作用受到越來(lái)越多研究者們的關(guān)注。
1.高爾基體碎裂
1.1 高爾基體的形態(tài)和功能 高爾基體(golgi apparatus,GA),由意大利細(xì)胞學(xué)家Camillo Golgi于1898年首次用銀染方法在神經(jīng)細(xì)胞中發(fā)現(xiàn),又稱高爾基復(fù)合體或高爾基器。最初電子顯微鏡觀察認(rèn)為高爾基體由扁平囊泡(cisterna)、小泡(vesicles)和大泡(vacuoles)組成。高爾基體常分布于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)與細(xì)胞膜之間,略呈弓形或半球形,具有一定的極性,扁平囊的凸面靠近細(xì)胞核或內(nèi)質(zhì)網(wǎng),稱為生成面(forming face)或未成熟面(mmature face),與其相反的凹面朝向細(xì)胞膜一側(cè),稱為分泌面(secreting face)或成熟面(mature face)。另外,根據(jù)膜囊區(qū)的形態(tài)結(jié)構(gòu)、細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)和執(zhí)行功能,高爾基體可分為3個(gè)組成部分[1,2],即順面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(cis golgi network,CGN)、高爾基中間膜囊(medial golgi stack)和反面高爾基網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)(trans golgi network,TGN)。其形成部分的不同所產(chǎn)生的作用也各異。
1.2 高爾基體的生理及病理反應(yīng) 高爾基體是高動(dòng)態(tài)細(xì)胞器,涉及脂質(zhì)和蛋白質(zhì)的加工及分類(lèi)。它形態(tài)的維持依賴于細(xì)胞運(yùn)輸過(guò)程及許多蛋白的組成。在不同的生理?xiàng)l件,如細(xì)胞有絲分裂、生長(zhǎng)或新陳代謝需求等情況下,高爾基體的形態(tài)可發(fā)生改變,而且細(xì)胞在有絲分裂過(guò)程中高爾基體的改變是可逆的。用諾考達(dá)唑或秋水仙堿引起藥物性的微管損傷時(shí),高爾基體同樣發(fā)生可逆性分散或碎裂[3]。然而,在病理?xiàng)l件如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)功能受損、細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸途徑的破壞、脂質(zhì)代謝異常、應(yīng)激狀態(tài)、DNA損傷以及細(xì)胞凋亡途徑的激活等情況下,高爾基體也可發(fā)生改變,而這種改變一般是不可逆的,甚至可加快或引起細(xì)胞死亡[4]。
1.3 高爾基體碎裂的相關(guān)因素 高爾基體形態(tài)的維持主要依賴3類(lèi)蛋白質(zhì)[5](1)微管及微管相關(guān)蛋白;(2)高爾基體結(jié)構(gòu)蛋白;(3)高爾基體運(yùn)輸機(jī)制相關(guān)蛋白。因此,如高爾基體相關(guān)蛋白的受損,將可能導(dǎo)致高爾基體形態(tài)的改變,甚至碎裂。
1.3.1 微管骨架 近30年前就有研究者觀察到運(yùn)用諾考達(dá)唑或秋水仙堿所干預(yù)的細(xì)胞引起的微管解聚,能夠改變哺乳類(lèi)動(dòng)物細(xì)胞高爾基體的形態(tài)[6]。研究者們也逐漸認(rèn)識(shí)到除細(xì)胞中心體外,許多不同類(lèi)型細(xì)胞中的高爾基體也是微管形成的重要地方,包括海馬神經(jīng)元和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元[7]。在神經(jīng)元分化期間,細(xì)胞中心體被解散,對(duì)微管的形成、軸索的建立和神經(jīng)元形態(tài)的維持作用甚小。但是,可能因微管的動(dòng)力學(xué)、成核和正確的合成使高爾基體通過(guò)擴(kuò)展和重新排列而不斷增加[8]。
微管是由α、β兩種類(lèi)型的微管蛋白亞基折疊形成的微管蛋白二聚體。復(fù)合體合成的最后過(guò)程需5種微管特異伴侶分子輔助而成稱微管結(jié)合輔因子(TBCA-TBCE),它們可以促進(jìn)微管蛋白的折疊和微管的聚合,其中TBCE在運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中高水平表達(dá),它與順面高爾基體相聯(lián)系,對(duì)高爾基體來(lái)源微管的聚合有著非常大的影響[9]。例如,Bellouze等研究認(rèn)為,在進(jìn)行性運(yùn)動(dòng)神經(jīng)病(pmn)的小鼠模型中,因高爾基體中介導(dǎo)微管聚合的TBCE缺失,阻止了COPI衣被小泡的裝配,致使相關(guān)栓系蛋白的錯(cuò)誤定位和高爾基體SNAREs的積累,最終導(dǎo)致高爾基體發(fā)生碎裂[10]。
1.3.2 高爾基體結(jié)構(gòu)蛋白 高爾基體結(jié)構(gòu)蛋白是延長(zhǎng)的卷曲螺旋蛋白在高爾基體周?chē)纬傻牡鞍谆|(zhì),包括P115,GM130,Golgin84和Giantin等,若將它們敲除,高爾基體結(jié)構(gòu)將會(huì)發(fā)生改變[11]。除此之外,高爾基體堆疊蛋白65(GRASP65)和高爾基體堆疊蛋白55(GRASP55)兩種非高爾基體結(jié)構(gòu)蛋白,在高爾基體堆到高爾基體條帶,甚至扁平囊泡的管式連接的形成中起著重要作用[12,13]。
有趣地是,有些高爾基體結(jié)構(gòu)蛋白是特異性修飾的目標(biāo)蛋白,在有絲分裂開(kāi)始時(shí),高爾基體以可逆的方式發(fā)生生理性碎裂。GM130是順式高爾基體的基質(zhì)蛋白,它與高爾基體相關(guān)結(jié)構(gòu)蛋白相互作用,參與維持高爾基體的結(jié)構(gòu)、控制糖基化、膜泡的運(yùn)輸。當(dāng)GM130被磷酸化時(shí),將引起GM130/P115復(fù)合體的分解,致使COPI囊泡不再被栓系且不能與目標(biāo)膜融合,最終導(dǎo)致高爾基體碎裂和有絲分裂簇的形成[12]。此外,GM130、P115和GRASP65是凋亡蛋白酶介導(dǎo)蛋白質(zhì)水解導(dǎo)致高爾基體碎裂的靶對(duì)象[13]。
1.3.3 高爾基體運(yùn)輸機(jī)制相關(guān)蛋白 細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)各個(gè)部分之間的物質(zhì)傳遞通過(guò)膜泡運(yùn)輸方式進(jìn)行。膜泡運(yùn)輸是一種高度有組織的定向運(yùn)輸,各類(lèi)運(yùn)輸泡之所以能夠被準(zhǔn)確地運(yùn)到靶細(xì)胞器,主要是因?yàn)榧?xì)胞器的胞質(zhì)面具有特殊的膜標(biāo)志蛋白。高爾基體運(yùn)輸途徑中蛋白的功能涉及從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體,COPI和COPII衣被復(fù)合體,甚至蛋白的栓系、對(duì)接和融合機(jī)制,這些蛋白的改變,將可能導(dǎo)致典型高爾基體結(jié)構(gòu)的喪失。
膜泡運(yùn)輸涉及3類(lèi)衣被蛋白包括網(wǎng)格蛋白、COPI和COPII衣被小泡,各介導(dǎo)不同的運(yùn)輸途徑。COPI和COPII衣被小泡以出芽的方式各自形成單體后,它們將通過(guò)栓系蛋白(P115/GM130)、對(duì)接蛋白(Rab蛋白)和融合蛋白(如SNAREs)最終融合到靶細(xì)胞器[14]。Wilson等證實(shí),用6羥多巴胺或甲基苯丙胺干預(yù)已分化的PC12細(xì)胞作為帕金森病(PD)細(xì)胞模型分析高爾基體碎裂機(jī)制時(shí),認(rèn)為高爾基碎裂并不是運(yùn)輸?shù)氖Ш馑?,而是特異性Rab和SNARE蛋白內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)失衡的結(jié)果,并說(shuō)明有限數(shù)量的Rab和SNARE蛋白內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)對(duì)PD細(xì)胞病理學(xué)的進(jìn)一步了解是非常有意義的[15]??傊?,囊泡運(yùn)輸是一個(gè)連續(xù)及與其他細(xì)胞器相互作用的過(guò)程,需高爾基體運(yùn)輸機(jī)制相關(guān)蛋白的參與,要求內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的平衡,對(duì)高爾基體形態(tài)的維持有著至關(guān)重要的作用。
2.1 神經(jīng)退行性疾病中高爾基體形態(tài)的改變 隨著老齡化加劇,神經(jīng)退行性疾病患病率也節(jié)節(jié)攀升。高爾基體作為重要的細(xì)胞器逐漸被關(guān)注及研究。在神經(jīng)退行性疾病神經(jīng)元中,高爾基體發(fā)生了形態(tài)學(xué)改變,如囊狀擴(kuò)張,斷裂,數(shù)目減少,體積變小,與粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)聯(lián)的囊泡和相鄰的囊泡減少,在核周或胞漿的遠(yuǎn)處聚集等。而最典型的改變?yōu)楦郀柣w的完全斷裂[16]。研究發(fā)現(xiàn),在肌萎縮側(cè)索硬化癥(amyotrophic lateral sclerosis,ALS[17])、阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD[18])、帕金森病(Parkinson’s disease,PD[19])、多系統(tǒng)萎縮(multiple system atrophy,MSA[20])等疾病的患者或動(dòng)物模型的神經(jīng)元中觀察到高爾基體的碎裂,甚至在其中某些疾病的臨床前階段就可發(fā)現(xiàn)高爾基體的改變。在神經(jīng)退行性疾病中,神經(jīng)元高爾基體的碎裂是一個(gè)早期的不可逆性損傷,可以導(dǎo)致神經(jīng)元的死亡[21]。
2.2 神經(jīng)退行性疾病中高爾基體碎裂的機(jī)制 高爾基體碎裂是神經(jīng)退行性疾病的典型特征,在不同神經(jīng)退行性疾病中可能涉及不同的機(jī)制。許多研究證明,突變的銅鋅超氧化物歧化酶(Mutation of Superoxide dismutase1,mSOD1),β-淀粉樣蛋白(amyloid β-peptide,Aβ),alpha-synuclein,Stathmin及Tau蛋白等均與高爾基體碎裂及神經(jīng)元退變有關(guān)。下面主要從神經(jīng)退行性疾病中蛋白錯(cuò)誤折疊以及突變基因產(chǎn)物或者蛋白的異常聚集方面所引起的高爾基體碎裂的有關(guān)研究作一概述。
2.2.1 ALS與突變SOD1 ALS是以上、下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元進(jìn)行性丟失為特征的一種神經(jīng)退行性疾病,以肌無(wú)力、肌萎縮、肌束震顫,延髓麻痹和錐體束征等為主要臨床表現(xiàn)。有文獻(xiàn)指出,約50% ALS患者在3 y內(nèi)因呼吸衰竭死亡[22]。絕大多數(shù)的ALS病例為散發(fā)性ALS(SALS),無(wú)明確家族遺傳史;只有少數(shù)約5%~10%的ALS病例為家族性ALS(FALS)[23]。
1993年Rosen提出FALS的發(fā)病與SOD1基因突變有關(guān)[24]。Gurney等將人突變SOD1基因轉(zhuǎn)移至實(shí)驗(yàn)鼠,這些轉(zhuǎn)基因鼠在3~4 m開(kāi)始出現(xiàn)類(lèi)似人類(lèi)ALS的臨床癥狀,并在隨后的1 m內(nèi)死亡,病理檢查顯示脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元出現(xiàn)大范圍缺失,與人類(lèi)ALS病理特征相似,進(jìn)一步研究認(rèn)為ALS運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的損傷與SOD1基因突變有關(guān)[25]。其中,約20% 的FALS 和5% 的SALS 與SOD1基因突變有關(guān)[26]。
SOD1基因位于21q22,長(zhǎng)11 kb,編碼區(qū)459 bp,5個(gè)外顯子,編碼153個(gè)氨基酸,組成32 kD的Cu/Zn SOD蛋白,分布于細(xì)胞胞漿內(nèi)。SOD1是一種抗氧化酶,能催化O2轉(zhuǎn)化為H2O2,維持細(xì)胞內(nèi)活性氧內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài),以達(dá)到解毒的目的。有研究發(fā)現(xiàn),在SALS和FALS患者身上發(fā)現(xiàn)的不可溶性蛋白的聚集是免疫反應(yīng)性的SOD1,它的錯(cuò)誤折疊和蛋白聚集與ALS密切相關(guān)[27]。突變后的SOD1基因會(huì)產(chǎn)生過(guò)量的自由基,對(duì)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元產(chǎn)生毒性作用,甚至發(fā)生聚集形成高分子量的不可溶性復(fù)合物,最終導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元死亡[28]。
許多研究報(bào)道,在SALS患者的前角細(xì)胞[29]中可見(jiàn)高爾基體碎裂,而且在含有嗜堿性包涵體的ALS青年[30]、后柱受累的FALS患者[17]、SOD1G93A轉(zhuǎn)基因小鼠模型的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中[3]同樣可見(jiàn)高爾基體碎裂。另外,有研究認(rèn)為,在轉(zhuǎn)基因SOD1G93A鼠模型中,高爾基體碎裂是ALS病理學(xué)的一個(gè)早期事件,與細(xì)胞內(nèi)運(yùn)輸組織的改變有關(guān)[10]。近年來(lái)Atkin等證明,與ALS相關(guān)的3個(gè)不同的突變基因包括SOD1,TDP-43,F(xiàn)US。在轉(zhuǎn)基因表達(dá)人SOD1G93A老鼠模型中,ALS相關(guān)的突變的SOD1主要定位于細(xì)胞質(zhì)中,它通過(guò)抑制蛋白從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體的運(yùn)輸使早期分泌途徑受損,引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激,高爾基體碎裂,最終導(dǎo)致細(xì)胞凋亡[31]。由此可知,ALS中突變的SOD1所產(chǎn)生的影響可能使分泌途徑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體運(yùn)輸鏈的受損,可能是引起ALS疾病發(fā)生的上游因素和觸發(fā)疾病的主要因素。另外,Bellouze等表明,在轉(zhuǎn)基因突變的SOD1G85R和SOD1G93A老鼠模型中,嚴(yán)重的高爾基碎裂與高爾基體來(lái)源的微管聚合的不足、COPI衣被小泡的亞族β-COP的丟失、高爾基體栓系蛋白GM130胞質(zhì)中的分散和ER-Golgi v-SNAREs GS15、GS28的大量積累相關(guān),并證實(shí)在ALS相關(guān)的突變SOD1運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元中,Stathmin1/2所觸發(fā)的微管的損失介導(dǎo)高爾基碎裂[3]。
2.2.2 AD與Aβ、Tau AD是老年人常見(jiàn)的一種以進(jìn)行性癡呆為主要特征的神經(jīng)元退行性疾病。其病理特征為患者大腦皮質(zhì)和海馬區(qū)出現(xiàn)大量老年斑(enile plaques,SP)、細(xì)胞內(nèi)的神經(jīng)原纖維纏結(jié)(eurofibrillary tangles,NFTs)和神經(jīng)元缺失伴膠質(zhì)細(xì)胞增生等。其中SP和NFT是AD兩個(gè)典型的特征性病理改變。臨床表現(xiàn)為進(jìn)行性記憶、認(rèn)知功能障礙和性格、行為的改變,甚至判斷力、認(rèn)知力完全喪失,生活不能自理等。
AD的典型病理特征之一為大量SP的形成,主要由Aβ積累所引起。腦內(nèi)Aβ是由淀粉樣前體蛋白(amyloid precursor protein,APP)經(jīng)β-和γ-分泌酶的蛋白水解作用而產(chǎn)生的含有39-43個(gè)氨基酸的多肽。APP作為一種跨膜蛋白,在體內(nèi)各種組織廣泛存在,而在腦中表達(dá)量最高。APP和其分泌酶的運(yùn)輸、形成、分類(lèi)及加工進(jìn)程等需高爾基體的正常運(yùn)行。APP的運(yùn)輸途徑從內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基體,然后到質(zhì)膜。例如,APP的形成過(guò)程能產(chǎn)生Aβ,可能發(fā)生在高爾基體和分泌途徑晚期,若高爾基體運(yùn)輸功能受損,可能會(huì)影響APP的正常運(yùn)輸。
有文獻(xiàn)指出,Aβ的大量積累可導(dǎo)致AD的發(fā)生,但是若降低其在大腦的表達(dá)量,能夠延緩或減輕AD的癥狀,并認(rèn)為Aβ可能是導(dǎo)致AD病因中的共同通路,在AD的形成中起著重要的作用[32]。Joshi等研究證明,在組織培養(yǎng)和AD模型鼠中,Aβ的積累引起GRASP65發(fā)生磷酸化,可能是導(dǎo)致高爾基體碎裂的主要原因[33]。在分子水平,Aβ的積累可引起Ca2+內(nèi)流[34],其可激活鈣蛋白酶,鈣蛋白酶可增加P25-P35的裂解[35],其中P25能夠激活cdk5。P35和cdk5與高爾基體膜和其膜的運(yùn)輸?shù)恼{(diào)節(jié)相關(guān)[36]。激活的Cdk5可使GRASP65發(fā)生磷酸化,最終導(dǎo)致高爾基體碎裂[33]。反過(guò)來(lái),當(dāng)高爾基體發(fā)生碎裂時(shí),其能夠影響APP及其酶的運(yùn)輸,增加Aβ的產(chǎn)生。更重要的是,高爾基體的缺陷可影響重要神經(jīng)蛋白的加工及運(yùn)輸進(jìn)程,使神經(jīng)功能受累,如此形成惡性循環(huán)加速疾病的發(fā)展。假設(shè)若挽救高爾基體的結(jié)構(gòu)及功能,可減慢APP的運(yùn)輸及減少Aβ的生成,從而延緩AD的發(fā)展[37]。目前,臨床對(duì)AD的治療尚缺乏有效的治愈方法,而高爾基體與Aβ及APP存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系,渴望高爾基體碎裂在AD中有更深入的研究,能確切的做到挽救碎裂的高爾基體,甚至研發(fā)出相應(yīng)的藥物治療靶點(diǎn),早日應(yīng)用于臨床。
AD的典型病理特征之二為NFTs的形成,其主要成分為過(guò)度磷酸化的tau蛋白。Tau蛋白是神經(jīng)元含量最高的一種微管相關(guān)蛋白,其主要功能是促進(jìn)微管合成及穩(wěn)定微管,起到維持細(xì)胞骨架的作用,并作為通路使細(xì)胞器、囊泡、蛋白質(zhì)和信號(hào)分子在胞內(nèi)運(yùn)輸,多數(shù)定位于神經(jīng)元軸突內(nèi)[38]。當(dāng)Tau蛋白發(fā)生病變時(shí),可溶性Tau蛋白裝配成不可溶性單體纖維,最終導(dǎo)致神經(jīng)元退行性變。在AD患者,異常過(guò)度磷酸化的Tau蛋白以配對(duì)螺旋結(jié)構(gòu)形成NFTs在神經(jīng)元中聚積,對(duì)神經(jīng)元的蛋白結(jié)構(gòu)、分布和功能帶來(lái)不利影響。在AD的不同階段,Tau蛋白均起著至關(guān)重要的作用。研究表明,在神經(jīng)退行性變的早期,即可出現(xiàn)Tau蛋白異常磷酸化,導(dǎo)致突觸缺失、軸突運(yùn)輸受損和神經(jīng)炎的發(fā)生。Stieber等認(rèn)為,在早期階段的AD患者神經(jīng)元中就可觀察到高爾基體形態(tài)的改變,其主要集中在海馬區(qū)域,額、顳、頂葉皮質(zhì)神經(jīng)元中也占小部分比例[39]。在AD患者中可觀察到的典型現(xiàn)象為過(guò)度磷酸化的Tau蛋白可誘導(dǎo)高爾基體碎裂,這種現(xiàn)象可出現(xiàn)在NFTs之前[40]。
Wang等研究表示,在4 m、8 m、13 m、16 m的C57BL/6的鼠的大腦中觀察到高爾基體碎裂的增加是年齡相關(guān)的,并與Tau蛋白的過(guò)度磷酸化相關(guān)聯(lián)。同時(shí),Golgin84和GRASP65作為高爾基體相關(guān)蛋白,在年齡大的鼠的大腦中可見(jiàn)兩者水平減少,進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),在HEK293/tau細(xì)胞中,過(guò)表達(dá)golgin-84能挽救布雷非德菌素A所誘導(dǎo)的高爾基體碎裂和Tau蛋白的過(guò)度磷酸化。證實(shí),通過(guò)激活cdk5和細(xì)胞外信號(hào)調(diào)節(jié)激酶,golgin-84相關(guān)的高爾基體碎裂觸發(fā)Tau蛋白的高度磷酸化,并認(rèn)為高爾基體碎裂是觸發(fā)Tau蛋白磷酸化的上游因素[41]。值得關(guān)注的是,Liazoghli等研究證實(shí),在初級(jí)海馬神經(jīng)元中,過(guò)表達(dá)野生型和突變的人源型Tau蛋白(P301L、V337M、R406W)時(shí)可誘導(dǎo)高爾基碎裂,提示Tau蛋白的過(guò)量堆積、NFTs的形成可能先于高爾基體形態(tài)的改變[40]。
另外,F(xiàn)arah等認(rèn)為在高爾基體膜上可觀察到Tau蛋白,它與高爾基體膜相互作用,介導(dǎo)Tau蛋白、高爾基體與微管相聯(lián)系。在轉(zhuǎn)染Tau蛋白的SH-SY5Y細(xì)胞中,Tau蛋白與微管結(jié)合,增強(qiáng)微管的穩(wěn)定性,甚至有的可誘導(dǎo)微管成束,其成束可能是受Tau蛋白影響[42]。若Tau蛋白異常過(guò)度磷酸化,會(huì)破壞其與微管的結(jié)合能力,限制微管的組合,從而使其聚集成NFTs,引起微管解體,并最終導(dǎo)致軸突微管的運(yùn)輸功能受損[43]。據(jù)報(bào)道,在老鼠中共表達(dá)人源型短縮和完整長(zhǎng)度的Tau蛋白可導(dǎo)致可溶性高分子量Tau蛋白的形成、軸突運(yùn)輸?shù)氖軗p、線粒體的聚集、高爾基體的損傷和突觸蛋白的錯(cuò)誤分配[44]。
Tau蛋白的沉積和NFT的形成可造微管網(wǎng)的損傷。微管的不足可能影響高爾基體在細(xì)胞的中心定位和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)到高爾基再到質(zhì)膜的運(yùn)輸,其將直接影響高爾基體的形態(tài)及大小。因此,在AD中,高爾基體的形態(tài)和功能、微管組織與Tau蛋白病理密切相關(guān)。
高爾基體在蛋白的運(yùn)輸和分類(lèi)中扮演著重要的角色,對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的功能起著關(guān)鍵作用。在許多神經(jīng)退行性疾病中高爾基體發(fā)生碎裂,提示高爾基體的不足可能促進(jìn)神經(jīng)元退行性變。高爾基體碎裂涉及許多不同的機(jī)制,但是其在神經(jīng)退行性疾病中的具體機(jī)制,目前尚不完善。如當(dāng)高爾基體發(fā)生碎裂時(shí),如何有效的挽救高爾基體,如何減少或抑制異常蛋白的積累等,從而改善神經(jīng)功能的缺損,延緩神經(jīng)退行性疾病的發(fā)展?希望越來(lái)越多的研究者去探究高爾基體在神經(jīng)退行性疾病中的作用,為臨床提供藥物治療靶點(diǎn),減輕神經(jīng)退行性疾病給患者帶來(lái)的痛苦,降低其致殘率和致死率。
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湖南省自然科學(xué)基金(14JJ2143);湖南省衛(wèi)計(jì)委科研項(xiàng)目(B2013-065;B2012-121) 作者單位:(1.湖南省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,湖南 長(zhǎng)沙 410016;2.南華大學(xué)湖南省人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,湖南 長(zhǎng)沙 410016;3.湖南省人民醫(yī)院湖南省老年醫(yī)學(xué)研究所,湖南 長(zhǎng)沙 410016)
周文勝,E-mail:zhouwensheng2004@163.com;王 佳,E-mail:13875888342@163.com
1003-2754(2017)05-0474-04
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