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精胺合酶的减少增强自噬以抑制 Tau 积累,可能用于阿尔茨海默预防;竟然与健康饮食如此吻合!

精胺合酶的减少增强自噬以抑制 Tau 积累,可能用于阿尔茨海默预防;竟然与健康饮食如此吻合!

公众号新闻

Bringing medical advances from the lab to the clinic.

关键词:Tau蛋白病;AD;自噬;精胺合酶;Cell Death Dis


Tau蛋白病(Tauopathy)是一组包括阿尔茨海默病(AD)在内的神经退行性疾病,其特征是大脑中Tau蛋白的异常积累导致神经元损伤和死亡。

自噬作为一种细胞内清理机制,对于维持Tau蛋白稳态至关重要,而自噬过程的异常可能导致Tau蛋白积累。


精胺合酶(SMS)是调节多胺代谢的关键酶,与自噬活动紧密相关。鉴于SMS缺乏时自噬通量的受阻,以及多胺类物质补充对自噬的促进作用,调整SMS活性可能对调节自噬和治疗Tau蛋白病具有潜在价值。此外,研究发现AD患者大脑中SMS水平出现变化,这进一步提示SMS可能在AD的发病机制中扮演重要角色。因此,本研究旨在探索SMS对自噬的调控作用及其在Tau蛋白病中的功能,以期发现新的治疗策略,特别是在利用果蝇模型模拟人类Tau蛋白病和分析AD患者大脑中SMS表达变化的基础上。


2024年5月13日,美国迈阿密大学的Xianzun Tao等人在Cell Death Dis杂志上发表了题为“Reduction of spermine synthase enhances autophagy to suppress Tau accumulation”的研究论文。

通过研究SMS表达水平的变化对Tau蛋白病中自噬的调节作用,作者发现降低SMS的表达可以增强自噬,减少Tau蛋白的积累,并在果蝇模型和人类细胞中改善神经退行性和细胞死亡。

这些发现为AD提供了一个新的潜在治疗靶点,也让我们禁不住寻找哪些食物能够降低SMS。


(如需原文,请加微信healsanq获取,备注20240513CDD


研究设计


本研究采用了一系列生物学实验方法来探究SMSTau蛋白病中自噬过程的调节作用,以及这种调节如何影响Tau蛋白的积累和神经退行性疾病的进展。

🔷  果蝇模型:
研究者使用了表达人类Tau蛋白(hTau)的果蝇模型,以及精胺合酶(dSms)杂合缺失的果蝇,来模拟Tau蛋白病并评估SMS对果蝇寿命和行为的影响。

🔷  SMS对自噬和Tau蛋白积累的影响
  • 免疫染色:通过免疫染色技术,研究者在果蝇大脑中检测了Tau蛋白和裂解的caspase 3的水平,以评估神经退行性标志物。
  • 西方印迹分析(Western Blot):利用西方印迹技术,研究者分析了果蝇和人类细胞中Tau蛋白、自噬相关蛋白(如Atg8a、LC3、p62)和SMS蛋白的表达水平。
  • 自噬报告基因系统:使用mCherry-GFP-Atg8a报告基因,研究者在果蝇模型中监测了自噬通量的动态变化。
  • siRNA介导的基因敲低:在人类SH-SY5Y神经细胞和SVG p12胶质细胞中,通过siRNA技术敲低SMS表达,以评估其对自噬和Tau蛋白积累的影响。


主要结果

🔷  SMS杂合缺失对果蝇模型的影响:
  • 与hTau果蝇相比,dSms基因杂合缺失(dSms+/−)的果蝇寿命显著延长,且年龄依赖的行为障碍得到改善。这表明SMS的减少对Tau蛋白病果蝇模型具有保护作用。
  • Tau蛋白和神经退行性标志物的降低:在dSms+/−果蝇的大脑中,Tau蛋白和裂解的caspase 3的水平显著降低,表明神经退行性标志物减少。
  • 自噬通量的增强:dSms+/−果蝇大脑中的自噬相关蛋白Atg8a-I和Atg8a-II的水平上调,而Ref(2)p的水平下调,表明自噬通量增强。

图1. SMS减少改善了果蝇模型中的Tau蛋白病


🔷  SMS纯和缺失对果蝇模型的影响:
  • SMS对自噬的双相调节作用:与dSms+/−果蝇相比,dSms纯合缺失(dSms−/−)的果蝇表现出自噬通量受阻,这与先前的研究发现一致。
  • SMS减少在神经元和胶质细胞中上调自噬通量:使用mCherry-GFP-Atg8a报告基因系统,研究者发现SMS减少在果蝇的神经元和胶质细胞中均能上调自噬通量。
  • 图2. SMS以双相方式调节自噬


  • 图3. SMS减少在果蝇的神经元和胶质细胞中上调自噬通量


🔷 SMS敲低在人类细胞中减少Tau积累:
在人SH-SY5Y神经细胞和SVG p12胶质细胞中,SMS的siRNA介导的敲低增强了自噬活性,并显著降低了Tau蛋白的积累。

图4. 在人类神经细胞和胶质细胞系中,SMS的敲低减少了Tau积累


🔷 AD患者大脑中SMS水平的变化:
通过分析AD患者大脑的蛋白质组数据,研究者发现SMS蛋白水平在AD患者大脑中上调,特别是在星形胶质细胞中。

图5. AD患者死后大脑中SMS水平升高


🔷 多胺代谢与AD的关联:
研究者提出,SMS的上调和多胺代谢途径的改变可能与AD的发病机制相关,这为SMS作为治疗AD的潜在靶点提供了依据。


编者按


临床意义:

  • 降低SMS的表达水平可以增强自噬过程,减少Tau蛋白的积累,并在果蝇Tau蛋白病模型中延长寿命和改善运动能力。

  • 在人类细胞中,SMS的敲低同样增强了自噬活性,并减少了Tau蛋白的积累。

  • 此外,研究还发现,在AD患者大脑中,SMS的水平上调,特别是在星形胶质细胞中。

  • 这些发现表明,SMS可能是AD治疗的潜在靶点。


研究启示:

🔷 多胺代谢途径的深入研究

研究SMS在多胺代谢途径中的具体作用,以及这一途径如何影响Tau蛋白病的进展,可能揭示新的治疗策略。

🔷 细胞类型特异性作用

研究SMS在不同类型脑细胞(如神经元和胶质细胞)中的作用,可能有助于理解其在AD中的细胞特异性影响。


哪些饮食可以降低精胺合酶(SMS)?



读到这里,我终于忍不住了,问了ChatGPT 4o一个问题:哪些饮食可以降低精胺合酶(SMS)?

GPT 4o的报告简单总结如下:

1,多酚类化合

如绿茶、红酒、水果蔬菜(蓝莓、草莓、菠菜和洋葱)

2,维生素B6, B12, VC, VE等

多做新鲜蔬菜或坚果中

3,制精氨酸摄入

精氨酸是多胺合成的重要前体,通过减少精氨酸的摄入可能间接影响SMS的活性。

如限制红肉、禽类摄入;增加植物蛋白(豆类、坚果)摄入。


不知各位同仁有没有发现,根据这篇高质量研究及GPT给的建议,与健康饮食竟然如此一致。


期待更多类似高质量研究,给患者带来更优的临床诊疗策略。


原文链接:

https://doi.org/10.1038/s41419-024-06720-8


声明:

本文只是分享和解读公开的研究论文及其发现,以作科学文献记录和科研启发用;并不代表作者或本公众号的观点,更不代表本公众号认可研究结果或文章。

为了给大家提供一个完整而客观的信息视角,我们有时会分享有冲突或不同的研究结果。请大家理解,随着对疾病的研究不断深入,新的证据有可能修改或推翻之前的结论。


作者:Amber Wang,助理:ChatGPT

编辑:Jessica,微信号:Healsanq;加好友请务必注明理由。

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