蛋白质转运发现可能有助于确定治疗眼病的新策略

一个新的研究由斯克里普斯研究，在本月出现在细胞报告，考察了前所未有的细节，这些蛋白质-提供令人惊讶的新的认识到如何视觉信号分布到大脑的不同区域。结果是理解并最终治疗青光眼，多发性硬化甚至创伤的视力丧失的重要的第一步。根据美国疾病控制和预防中心的数据，超过330万40岁及以上的美国人要么是法律上失明的，要么是视力障碍，而今天的干预措施无法纠正这些障碍。

“蛋白质通常是药物的目标 - 因此，如果你想设计一种有助于眼睛和大脑之间交流的药物，那么有助于了解那些药物会靶向哪种蛋白质，”联合主席Hollis Cline博士说。Scripps Research的神经科学系领导该研究项目。“这种类型的研究以前是不可能的，因为看不到这些蛋白质如何在大脑周围运动是不可行的。这项技术并不存在。”

为了创造这项技术，Cline的实验室与Scripps研究化学家John Yates III博士的实验室密切合作，他开创了使用称为质谱分析技术研究蛋白质及其功能的新方法。使用这种新方法 - 在几年的时间内开发 - Cline的团队能够“标记”大约1000种不同类型的蛋白质，这些蛋白质来源于眼睛的视网膜神经节细胞，然后观察它们在活脑中的行进方式和位置一只老鼠就像在人类大脑中一样，蛋白质通过神经轴突传递，神经轴突是长的线状神经纤维，通过视神经从眼睛延伸到大脑。

“大脑是一个非常复杂的建筑群，很难将每个组件分开并单独研究这些组件，”Cline实验室的神经科学家，该研究的主要作者Lucio Schiapparelli博士说。“我们的方法允许我们以前未经过研究的方式检查视觉系统，因此我们可以独立观察分子并分析它们的生物化学。”

Cline说，进入这项研究时，她很好奇相似类型的蛋白质是否会传播到大脑内的不同目标。视网膜将蛋白质投射到中枢神经系统的30多个不同区域，但在研究中，她的团队选择评估两个主要目标：上丘(分析视野中的运动并控制目标导向的头部和眼睛)运动)和外侧膝状核(分析我们看到的物体的形状，并将信息发送到更高的大脑区域，视觉皮层)。

虽然之前的研究确定了视网膜中产生的各种蛋白质，但这些蛋白质的最终目的地在很大程度上未知。视神经是一项特别重要的研究重点，因为它涉及许多破坏性的眼病。

“我们从一开始就惊讶地发现视神经轴突中的蛋白质，以前所有人都认为它只会在眼睛中起作用，”Cline说。“这些蛋白质通常位于细胞核中，但我们发现它们远离细胞核，参与某种形式的交流。”

Cline说，这一发现已经推动了关于这些蛋白质如何影响健康和疾病的新研究。因为这种神经元蛋白质存在于身体的其他部位，它可能在其他神经细胞通讯疾病如Charcot-Marie-Tooth疾病中发挥作用。

视神经是从眼睛到大脑的信息高速公路，将信号发送到不同的目的地。但该团队发现，类似的蛋白质并不总是有共同的目的地。相反，许多蛋白质优先运输到一个大脑区域，而一些蛋白质被运输到所研究的所有区域。

“了解这些蛋白质从视网膜中的转运对于了解视觉系统的功能至关重要，”Cline说。“这可以帮助我们研究当一个人经历神经损伤和视力丧失时会发生什么 - 并且希望能够引导我们进行可以增强蛋白质运输并防止细胞死亡的治疗方法。”