科学家发现中风后脑细胞死亡的“杀手”

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2008年03月31日 来源:生物通

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  研究人员发现,天冬酰胺内肽酶(asparagine endopeptidase, AEP)能够释放出破坏脑细胞DNA的酶,是中风或癫痫发作后脑细胞死亡的“杀手”分子。能够模拟中风诱导产生过量酸性的药物,可以激活AEP,促使它降解脑细胞中的DNA。在缺少AEP的转基因小鼠中,药物和人工中风造成的DNA损伤更小,脑细胞死亡比普通小鼠的要少。研究人员认为,若能发现阻断AEP的药物,将会帮助医生减少中风和癫痫发作后对大脑所造成的永久性损伤。

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  生物通报道:科学家们已经找出中风或癫痫发作后脑细胞死亡的“杀手”分子。这个蛋白分子是天冬酰胺内肽酶(asparagine endopeptidase, AEP),它能够释放出破坏脑细胞DNA的酶。爱默里大学医学院的科学家在3月28日的《分子细胞(Molecular Cell)》上公布了上述研究结果。

该研究的通讯作者Keqiang Ye博士说,若能发现阻断AEP的药物,将会帮助医生减少中风和癫痫发作后对大脑所造成的永久性损伤。

中风会阻断血液流向大脑的其它部位,此时导致的缺氧会引起乳酸的累积。乳酸也出现在激烈运动后的肌肉中。此外,会涌出大量的化学分子,这些化学物平常是脑细胞用来相会联系的介质,但现在则过度刺激细胞兴奋。癫痫发作也有类似的后果。

虽然会有一些脑细胞因缺氧而直接死亡,但也有脑细胞进行了程序化死亡——一个正常的发育过程,其中细胞会主动地破坏自身的DNA。

未解之谜是:酸性条件如何触发DNA的损伤?Ye说,我们得到了让人非常惊奇的结果,因为没有人发现AEP与这个过程有关。

AEP是一个蛋白酶,能够降解其它的蛋白质。植物中有与之相似的蛋白,AEP也被称作legumain,在肾脏中的表达量最高。

Ye和他的合作者已经提出,另一类称为半胱天冬酶(caspase)的分子与细胞程序化死亡有关,也控制中风后DNA的损伤。

最初,在一个关键的实验中,Ye等人发现AEP与DNA损伤有关,但他和Zhixue Liu博士认为是实验错误,因为该实验是在过酸性的条件下进行的。但他们一再重复,结果仍然如此,因此他们将半胱天冬酶暂时搁置,转而专注研究AEP。

研究人员开始寻找结合到另一个PIKE-L蛋白的蛋白质,因为他们较早前的研究PIKE-L是发现它能够干扰大脑细胞的程序化死亡。

他们发现,PIKE-L结合到SET上,SET是一个蛋白质,能调节细胞程序化死亡中降解DNA的酶的活性。

Liu和Ye发现,能够模拟中风诱导产生过量酸性的药物,可以激活AEP,促使它降解脑细胞中的DNA。在缺少AEP的转基因小鼠中,药物和人工中风造成的DNA损伤更小,脑细胞死亡比普通小鼠的要少。
作者写道,这个结果说明,AEP可能是调节灾难性生理过程的主要蛋白酶。(生物通,揭鹰)

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