2019年5月10日

低氧能使缺乏运动障碍蛋白的细胞和生物体恢复活力

缺乏Frataxin的细胞在大气中的氧气水平下生长较差,但在低氧气水平或缺氧条件下却蓬勃发展。图片来源:Broad Communications的Susanna M. Hamilton

弗里德里希(Friedreich)共济失调(FRDA)是一种罕见的遗传性疾病,会对神经系统造成渐进性损害。这种损害导致共济失调(运动和协调问题),随着时间的流逝而恶化。也可能导致其他症状,例如手臂和腿部力量和感觉丧失,肌肉僵硬以及语言,听力和视力受损。在细胞模型和小鼠中的新研究表明,有限的环境氧气(低氧)有一天可能会帮助FRDA患者,尽管这样做的安全性尚不清楚。

FRDA是由线粒体蛋白frataxin含量低引起的,它有助于合成必需的铁硫簇。尽管很少见,但FRDA是美国最常见的遗传性共济失调形式,每50,000人中折磨着大约1人。

博德研究所新陈代谢研究计划的成员,联合主任瓦姆西·穆斯塔说:“弗里德里希的共济失调是一种令人衰弱和残废的疾病,我们尚无行之有效的疗法。”

铁硫簇的形成(在FRDA中被打乱)对于体内许多生化反应至关重要。铁硫团簇是在25亿年前的地球大气中几乎没有氧气的情况下自发形成的。这些团簇的进化起源使Mootha和他的团队想知道环境氧气是否可能在FRDA中起关键作用。

Mootha与博士后研究员Tslil Ast和Joshua Meisel一起,领导了最近一项努力,该行动旨在生产贫苦于维生素A的酵母, 和线虫的氧气含量极低(环境氧气为1%)。他们发现,这些贫乏维生素A的细胞和生物体在缺氧条件下壮成长。

在《细胞》杂志中,这项工作表明低氧可恢复铁硫 水平化并标准化与FRDA相关的信号事件。在FRDA小鼠模型中,低氧呼吸减慢了 ,虽然更高 级别相反。

“尽管这些结果表明,呼吸稀薄的空气有一天可能具有治疗FRDA的治疗潜力,但尚无人可以将缺氧作为即兴疗法,” Mootha说道,他也是哈佛医学院和马萨诸塞州系统生物学与医学教授综合医院。 “氧气对于生命至关重要, 可能非常危险。这些初步的基本结果是有希望的,但在将其应用于任何临床环境之前,我们需要做更多的研究。”

更多信息: Tslil Ast等。低氧通过恢复铁硫簇的生物发生来挽救Frataxin的损失, 细胞 (2019)。 DOI:10.1016 / j.cell.2019.03.045

期刊信息: 细胞

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