水果中发现的天然化合物可预防和治疗帕金森病

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法尼醇存在于桃子等水果中。

约翰霍普金斯大学医学院的研究人员表示,他们增加了证据,证明天然存在于草药、浆果和其他水果中的化合物法呢醇,在小鼠研究中可预防和逆转与帕金森病相关的脑损伤。

该化合物用于调味剂和香水制造,可以通过使参与疾病进展的关键蛋白质 PARIS 失活来防止小鼠大脑中产生多巴胺的神经元丢失。这些神经元的损失会影响运动和认知,导致帕金森病的标志性症状,如震颤、肌肉僵硬、精神错乱和痴呆。研究人员表示,法尼醇阻断 PARIS 的能力可以指导开发专门针对这种蛋白质的新帕金森病干预措施。

“我们的实验表明,法呢醇既能显着防止多巴胺神经元的丧失,又能逆转小鼠的行为缺陷,这表明它有望成为预防帕金森病的潜在药物治疗,”约翰斯主任、医学博士、博士 Ted Dawson 说。霍普金斯细胞工程研究所和约翰霍普金斯大学医学院神经病学教授。

这项新研究的结果于 2021 年 7 月 28 日发表在 Science Translational Medicine 上 ,详细介绍了研究人员如何通过筛选大量药物库以找到抑制 PARIS 的药物,从而确定法呢醇的潜力。

具有法尼基转移酶晶体结构的 PARIS 插图,该酶使法尼基化成为可能。图片来源:约翰霍普金斯大学医学

在帕金森病患者的大脑中,PARIS 的积累会减慢保护性蛋白 PGC-1alpha 的制造。这种蛋白质保护脑细胞免受破坏积聚在大脑中的活性氧分子。如果没有 PGC-1alpha,多巴胺神经元就会死亡,从而导致与帕金森病相关的认知和身体变化。

为了研究金合欢醇是否可以保护大脑免受 PARIS 积累的影响,研究人员给小鼠喂食法尼醇补充饮食或常规小鼠饮食一周。然后,研究人员使用了预先形成的蛋白质 α-突触核蛋白原纤维,这种原纤维与帕金森病对大脑的影响有关。

研究人员发现,喂食法尼醇饮食的小鼠在旨在检测帕金森病症状进展的力量和协调性测试中表现更好。平均而言,这些小鼠的表现比注射了 α-突触核蛋白但正常饮食的小鼠好 100%。

当研究人员后来研究两组小鼠的脑组织时,他们发现喂食法尼醇补充饮食的小鼠的健康多巴胺神经元数量是未喂食富含法尼醇饮食的小鼠的两倍。法尼醇喂养的小鼠大脑中的保护性蛋白 PGC-1alpha 也比未治疗的小鼠多出约 55%。

在化学实验中,研究人员证实法尼醇与 PARIS 结合,改变了蛋白质的形状,使其不再干扰 PGC-1α 的产生。

虽然法尼醇是自然生产的,但合成版本用于商业,人们通过饮食摄入的量尚不清楚。研究人员告诫说,目前尚未确定人体法呢醇的安全剂量,只有经过严格控制的临床试验才能确定。

虽然还需要更多的研究,但 Dawson 和他的团队希望有朝一日可以使用法尼醇来开发预防或逆转帕金森病引起的脑损伤的治疗方法。

参考:“PARIS 法尼基化防止帕金森病模型中的神经退行性变”,作者 Areum Jo、Yunjong Lee、Tae-In Kam、Sung-Ung Kang、Stewart Neifert、Senthilkumar S. Karuppagounder、Rin Khang、Hojin Kang、Hyejin Park、Shih-Ching Chou, Sungtaek Oh, Haisong Jiang, Deborah A. Swing, Sangwoo Ham, Sheila Pirooznia, George K. E. Umanah, Xiaobo Mao, Manoj Kumar, Han Seok Ko, Ho Chul Kang, Byoung Dae Lee, Yun-Il Lee, Shaida A. Andrabi , Chi-Hu Park, Ji-Yeong Lee, Hanna Kim, Hyein Kim, Hyojung Kim, Jin Whan Cho, Sun Ha Paek, Chan Hyun Na, Lino Tessarollo, Valina L. Dawson, Ted M. Dawson 和 Joo-Ho Shin, 2021 年 7 月 28 日,科学转化医学 .
DOI:10.1126/scitranslmed.aax8891

参与这项研究的其他研究人员包括南水原三星生物医学研究所的 Areum Jo、Yunjong Lee、Rin Khang、Hojin Kang、Sangwoo Ham、Ji-Yeong Lee、Hanna Kim、Hyein Kim、Hyojung Kim 和 Joo-Ho Shin朝鲜; Tae-In Kam, Sung-Ung Kang, Stewart Keifert, Senthilkumar Karuppagounder, Hyejin ParkShih-Ching Chou, Sungtaek Oh, Haisong Jiang, Sheila Pirooznia, George Umanah, Xiaobo Mao, Manoj Kumar, Han Seok Ko, Yun-Il Lee, Shaida约翰霍普金斯大学医学院的 Andrabi、Chan Hyun Na 和 Valina Dawson; Diana Helis Henry 医学研究基金会的 Deborah Swing 和 Lino Tessarollo;韩国水原 Ajou 大学医学院的 Ho Chul Kang;韩国水原庆熙大学医学院的 Byoung Dae Lee;韩国首尔成均馆大学医学院的 Jin Whan Cho 和韩国首尔国立大学医学院的 Sun Ha Paek。

这项工作得到了 JPB 基金会、治愈帕金森基金会、巴赫曼-施特劳斯肌张力障碍和帕金森基金会、Adrienne Helis Malvin 医学研究基金会、Diana Helis Henry 医学研究基金会和美国国立卫生研究院校内研究计划的资助。健康,癌症研究中心,国家癌症研究所。

与这项工作相关的专利包括US9274128B2,题为Transcriptional Repressionleading to Parkinson's disease,和WO2017161155A1,Methods for Preventing or Treating Parkinson's disease by the Farnesylation of PARIS。

额外资助者:国家癌症研究所癌症研究中心