研究人员发现ApoE4是如何危害大脑
载脂蛋白E(ApoE)有点像人类大脑的递送服务。它为神经元提供重要的营养,包括多不饱和脂肪酸-脂肪酸是围绕神经元的膜的基础。另外,某些不饱和脂肪酸被转化为所谓的内源大麻素。这些是内源性信号分子,可调节神经系统的许多功能,例如记忆,还可以控制免疫反应,从而保护大脑免受炎症。
ApoE货物通过称为sortilin的膜受体到达神经元。在称为内吞作用的过程中,sortilin结合ApoE,并通过细胞膜的侵入将其转运到神经元内部。ApoE和sortilin的相互作用对我们的大脑健康具有重大影响:如果没有足够的多不饱和脂肪酸到达我们的灰细胞,它们就会开始浪费掉,并容易受到炎症反应的影响。
但并非所有的ApoE都是一样的。人类中存在三种基因变异:ApoE2,ApoE3和ApoE4。它们在转运脂质的功能上没有区别。在所有变体中,结合sortilin的能力也相同。但是,携带E4变体的人患上阿兹海默氏症的风险是E3变体的人的十二倍。大约15%的人携带ApoE4。“为什么ApoE4会显着增加阿尔茨海默氏症的风险,这是阿尔茨海默氏症研究的核心问题之一,”托马斯·威尔诺教授说。 MDC)。Willnow还隶属于Charité-柏林大学医学院和奥胡斯大学。
ApoE4防止回收sortilin
Willnow实验室的一项研究现在为ApoE4为何对大脑造成如此危险提供了可能的解释。该研究的主要作者是MDC的Antonino Asaro博士,该研究最近发表在了《老年痴呆症》杂志上。研究发现,在E3变体中,胞吞作用平稳:Ssortilin结合脂质负载的ApoE3。将其货物沉积在神经元内部后,sortilin返回细胞表面以结合新的ApoE。此过程每小时重复多次,因此为神经元提供了足够数量的必需脂肪酸。
但是,当涉及到ApoE4时,它将陷入停顿。如果sortilin结合ApoE4并将其运输到神经元内部,则受体会在细胞内部结块。它无法返回细胞表面,并且内吞作用过程停止。最终,越来越少的脂肪酸被吸收,灰细胞无法保护自己并发炎。结果,随着衰老过程的开始,它们很容易死亡,最终死亡。因此,患阿尔茨海默氏症的风险大大增加。
“我们使用了定制的小鼠模型来模拟人类的脂质代谢,” Willnow解释道。他的团队通过繁殖产生人类ApoE变体(ApoE3或ApoE4)的转基因小鼠来实现这一目标。然后,研究人员使用质谱技术研究了小鼠大脑的脂质成分,质谱是一种分析原子和分子的技术。他们发现,脂质体成分在具有适当水平的不饱和脂肪酸和内源性大麻素的ApoE3小鼠的大脑中是健康的。相反,E4小鼠的脑细胞没有接受足够的脂质。在显微镜下,研究人员发现,在ApoE4小鼠中,通常将sortilin从细胞内部带回到细胞表面的膜囊泡已卡在神经元内部-这是ApoE4导致受体结块的迹象。