 霍普金斯大学医学院研究人员的一项新发现表明，硫化氢可以保护脑细胞免受阿尔茨海默病的伤害。  《约翰霍普金斯医疗集团》官网1月12日消息 硫化氢的典型特征是有毒、腐蚀性和臭鸡蛋的气味，然而根据约翰霍普金斯医疗集团（Johns Hopkins Medicine）研究人员的最新研究，硫化氢的名声可能很快会得到改善。在小鼠的实验中，研究人员已经表明，这种恶臭的气体可能有助于保护老化的脑细胞，防止患上阿尔茨海默病。生物化学反应的发现使这一切成为可能，这为治疗神经退行性疾病的新药的开发打开了大门。 研究结果发表在1月11日的《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academies of Science，PNAS）杂志上[1]。  研究于1月11日发表在《Proceedings of the National Academies of Science》（最新影响因子：9.412）杂志上 “我们这项研究的新数据将细胞内使用硫化氢和其他气体分子的细胞信号与老化、神经退行性疾病牢固地联系了起来，” 约翰霍普金斯大学医学院（Johns Hopkins University School of Medicine）Solomon H.Snyder神经科学系的神经科学研究教授Bindu Paul说，她是这项研究的主要通讯作者。  Bindu Diana Paul, M.S., Ph.D. 人体会自然产生少量的硫化氢来帮助调节整个身体的功能，从细胞代谢到血管扩张。迅速发展的气体传输领域表明，气体是主要的细胞信使分子，在大脑中特别重要。然而，与传统的神经递质不同，气体不能储存在囊泡中。因此，气体通过非常不同的机制来迅速促进细胞信息传递。就硫化氢而言，这需要通过称为化学巯基化（chemical sulfhydration）的过程来修饰靶蛋白，该过程调节其活性，Solomon Snyder博士说，他是约翰霍普金斯大学医学院的神经科学教授，也是这项研究的共同通讯作者。  Solomon H. Snyder, D.Phil., D.Sc., M.D. 使用一种新方法的一些研究[2]表明，大脑中的巯基化水平随着年龄的增长而下降，这一趋势在阿尔茨海默病患者中被放大。“在这里，使用同样的方法，我们现在证实了AD大脑中的巯基化减少，”合作者Milos Filipovic博士说，他是德国莱布尼茨分析科学研究所（Leibniz-Institut für Analytische Wissenschaften）的首席研究员。 在目前的研究中，约翰霍普金斯大学的医学科学家们研究了通过基因工程模拟人类阿尔茨海默病的小鼠。他们给小鼠注射了一种名为NaGYY的携带硫化氢的化合物，这种化合物是由他们在英国埃克塞特大学（University of Exeter）的合作者开发的，它会在小鼠体内缓慢释放硫化氢分子。然后，研究人员在12周的时间里测试了小鼠的记忆和运动功能的变化。 对小鼠的行为测试表明，与没有注射NaGYY的小鼠相比，硫化氢提高了50%的认知和运动功能。与未接受治疗的模拟阿尔茨海默病小鼠相比，接受治疗的小鼠能够更好地记住平台出口的位置，而且看起来更活跃。  约翰霍普金斯大学医学院 研究结果表明，阿尔茨海默病的行为后果可以通过引入硫化氢来逆转，但研究人员希望研究大脑如何对气体分子做出化学反应。 一系列的生化实验揭示了一种叫做糖原合成酶β(GSK3β)的常见酶的变化。在健康水平的硫化氢存在的情况下，GSK3β通常作为一个信号分子，为其他蛋白质添加化学标记并改变其功能。然而，研究人员观察到，在没有硫化氢的情况下，GSK3β会被大脑中的另一种称为Tau的蛋白质过度吸引。 当GSK3β与Tau相互作用时，Tau就会在神经细胞内形成缠结和结块的形式。随着Tau缠结的生长，缠结在一起的蛋白质会阻碍神经之间的通讯，最终导致它们死亡。这会导致阿尔茨海默病的特征——认知、记忆和运动功能的退化和最终丧失。  抑制其活性的巯基化GSK3β的带状模型 该研究的第一作者、医学博士Daniel Giovinazzo博士生说：“了解这些连锁反应对于设计治疗方法非常重要，可以像硫化氢那样阻止这种相互作用。” 直到最近，研究人员还缺乏药理学工具来模拟人体细胞内缓慢产生微量硫化氢的过程。这项研究的合作者，埃克塞特大学医学院实验治疗学教授Matt Whiteman博士说：“这项研究中使用的化合物就是这样做的，通过纠正大脑中的硫化氢水平，我们可以成功地扭转阿尔茨海默病的某些方面。” 约翰霍普金斯医学团队和他们的国际合作者计划继续研究硫基团如何与GSK3β和其他参与阿尔茨海默病发病机制的蛋白质在其他细胞和器官系统中相互作用。该团队还计划测试新型硫化氢输送分子，作为他们正在进行的研究项目的一部分。  参考文献 Source：Johns Hopkins Medicine Rotten Egg Gas Could Guard Against Alzheimer’s Disease References： [1].Daniel Giovinazzo, Biljana Bursac, Juan I. Sbodio, Sumedha Nalluru, Thibaut Vignane, Adele M. Snowman, Lauren M. Albacarys, Thomas W. Sedlak, Roberta Torregrossa, Matthew Whiteman, Milos R. Filipovic, Solomon H. Snyder, Bindu D. Paul. Hydrogen sulfide is neuroprotective in Alzheimer’s disease by sulfhydrating GSK3β and inhibiting Tau hyperphosphorylation. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2021; 118 (4): e2017225118 DOI: 10.1073/pnas.2017225118 [2]. Zivanovic J, Kouroussis E, Kohl JB, Adhikari B, Bursac B, Schott-Roux S, Petrovic D, Miljkovic JL, Thomas-Lopez D, Jung Y, Miler M, Mitchell S, Milosevic V, Gomes JE, Benhar M, Gonzalez-Zorn B, Ivanovic-Burmazovic I, Torregrossa R, Mitchell JR, Whiteman M, Schwarz G, Snyder SH, Paul BD, Carroll KS, Filipovic MR. Selective Persulfide Detection Reveals Evolutionarily Conserved Antiaging Effects of S-Sulfhydration. Cell Metab. 2019 Dec 3;30(6):1152-1170.e13. doi: 10.1016/j.cmet.2019.10.007. Epub 2019 Nov 14. Erratum in: Cell Metab. 2020 Jan 7;31(1):207. PMID: 31735592; PMCID: PMC7185476. |
|
|
