血浆蛋白纤维蛋白原直接与神经细胞相互作用,引起脑炎症

血浆蛋白纤维蛋白原直接与神经细胞相互作用,引起脑炎症
David Lominadze博士是南佛罗里达健康大学(USF健康)莫尔萨尼医学院的外科和分子药理学和生理学教授,他研究了神经炎症诱导的微血管变化如何损害认知,包括短期记忆。资料来源:南佛罗里达大学健康中心

神经炎症性疾病,包括阿尔茨海默病和创伤性脑损伤,都与一种叫做纤维蛋白的坚韧蛋白质的沉积有关,这种蛋白质来自凝血因子纤维蛋白原。这些网状状的纤维蛋白沉积出现在大脑血管外,导致某些中枢神经系统细胞(神经元)死亡,最终导致记忆受损。

现在,南佛罗里达健康大学(USF健康)莫尔萨尼医学院的一个团队第一次报告说,在可溶性被转化为不溶性纤维蛋白分子,可以不利地积累,它可以直接与神经元连接,并引起破坏性的炎症反应。研究人员进一步发现,纤维蛋白原特异性地与神经元表面的两个纤维蛋白原受体结合:细胞朊病毒蛋白(PrPC)和细胞内粘附分子-1 (ICAM-1)。

他们的发表在9月18日MDPI的特刊上,题为“疾病和生物功能中的朊病毒和类朊病毒机制”生物分子

这一发现有助于确定靶向治疗方法,以帮助预防或阻止阿尔茨海默病、创伤性脑损伤或其他与大脑血管通透性异常相关的慢性神经炎症性疾病中的神经退行性变。

“纤维蛋白原是神经退行性变和导致记忆丧失过程中被忽视的罪魁祸首之一,”首席研究员大卫·洛米纳泽博士说,他是旧金山大学外科、分子药理学和生理学的健康教授。“我们的研究表明,纤维蛋白原不仅是炎症的标志(生物指标),而且可能是导致大脑炎症的原因。”

纤维蛋白原是肝脏中自然产生的一种蛋白质,通过血液传播到其他器官和组织。在血管外,纤维蛋白原在血凝块形成过程中被凝血酶转化为纤维蛋白,在伤口愈合中起着关键作用。

罗米纳泽博士的实验室专注于了解影响人体最小器官血液循环的分子变化包括炎症引起的微血管变化如何损害认知,特别是短期记忆。

血浆蛋白纤维蛋白原直接与神经细胞相互作用,引起脑炎症
血浆蛋白纤维蛋白原(Fg)与其受体、细胞朊病毒蛋白(PrPc)和细胞间粘附分子-1 (ICAM-1)在神经元表面的相互作用用红点显示,这种方法被称为接近连接试验(PLA)。红点的存在表明目标蛋白与其受体的相互作用。神经元核用蓝色表示。来源:旧金山大学健康研究所大卫·洛米纳泽实验室

罗米纳泽博士等人已经证明,炎症性疾病与血液中纤维蛋白原浓度较高、具有潜在破坏性的自由基生成增加、神经元细胞活化和微血管通透性有关。在之前的研究中,使用他们的小鼠模型进行轻度到中度洛米纳泽博士的研究小组报告说,纤维蛋白原穿过血管壁后积聚在微血管和星形胶质细胞(另一种连接血管和神经元的脑细胞类型)之间的空间,并激活了星形胶质细胞。这种激活与神经退行性疾病的增加和短期记忆的减少同时发生。

在这项最新的研究中,USF健康研究人员测试了纤维蛋白原除了与星形胶质细胞相互作用外,是否可以直接与神经元连接——神经细胞对在人体中传递信息和协调生命的所有必要功能至关重要。

他们用纤维蛋白原处理在培养皿中生长的健康小鼠大脑神经元。纤维蛋白原增加了这些神经元的死亡,这一过程不受凝血酶抑制剂存在与否的影响,该抑制剂阻止纤维蛋白原转化为纤维蛋白。这一发现表明,可溶性纤维蛋白原——以及在后期,纤维蛋白——可以对神经元产生类似的毒性作用。

此外,阻断PrP的功能C神经元表面的ICAM-1纤维蛋白原受体(本质上阻止纤维蛋白原与这些受体紧密结合)减少了导致神经退行性变的炎症反应。

“这项研究揭示了纤维蛋白原和诱导促炎细胞因子白细胞介素-6 (IL-6)表达增加,增强和神经元死亡,部分原因是由于其与神经元PrP的直接联系(接触)C和ICAM-1,”研究作者写道。

还需要更多的研究。但总的来说,USF健康研究表明,由伴有潜在炎症的神经退行性疾病引起的短期记忆问题可能通过几种干预措施得到缓解,Lominadze博士说。这些包括“抑制一般炎症,通过减少纤维蛋白原的合成来降低血液中的纤维蛋白原浓度,以及阻止纤维蛋白原与其神经元受体的结合,”他说。


进一步探索

中枢神经系统疤痕较少

更多信息:Nurul Sulimai等,纤维蛋白原与其神经元受体相互作用的影响,细胞间粘附分子-1和细胞朊病毒蛋白,生物分子(2021)。DOI: 10.3390 / biom11091381
引用:血浆蛋白纤维蛋白原直接与神经细胞相互作用导致脑炎症(2021,11月8日)检索于2022年6月23日//www.pyrotek-europe.com/news/2021-11-blood-plasma-protein-fibrinogen-interacts.html
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