2009-02-02

研究發現帕金森氏症與錳中毒之間的連結

Study finds link between Parkinson's disease genes and manganese poisoning
http://www.physorg.com/news152720701.html

February 1st, 2009

帕金森氏症(Parkinson's disease)在遺傳與環境起因之間的某種連結由 Aaron D. Gitler,PhD,賓州大學細胞與發展生物學系助教授,所領導的研究團隊發現。Gitler 等人發現二種帕金森氏症基因(alpha-synuclein 與 PARK9)之間的遺傳交互作用,並測定 PARK9 蛋白可保護細胞免於錳中毒,那是一種類帕金森氏症症候群的環境風險因子。這些發現出現在本週的 Nature Genetics 線上版。

錳中毒(Manganism,或 manganese poisoning)盛行於採礦、焊接與鋼鐵製造業這樣的工作中。起因於暴露在濃度過量的金屬錳中,那會攻擊中樞神經系統,產生類似帕金森氏症的運動與癡呆症狀。

在帕金森氏症的病患身上,alpha-synuclein 蛋白通常被發現在腦中錯誤折疊,形成團塊(clumps)。酵母細胞,Gitler 用來研究疾病蛋白的模型系統,也會形成團塊並在這種蛋白表現過高濃度時死亡。這些酵母與我們平常加工食物所用的酵母一樣。

當身為麻州劍橋 Whitehead Institute 的博士後研究員時,Gitler 等人已開始尋覓能避免因 alpha-synuclein 在酵母中錯誤折疊而導致死亡的基因。最後,他們發現幾個基因並在動物模型中進行試驗,某些能夠保護神經元避免 alpha-synuclein 的毒性效應。"我們所發現的基因之一是一種先前未特徵化的酵母基因,稱為 YOR291W。2006 年時,沒人知道它在背後做了什麼事," 他回憶道。

在此同時,歐洲的研究者發表了關於一個家族的研究,他們提早開始的帕金森氏症類型是因為 PARK9 基因突變所致。"當我讀到這項研究時,我納悶酵母的基因中哪一種最接近人類的 PARK9 基因,結果證明是 YOR291W," Gitler 解釋。"在我們的酵母篩檢中,那是一種能夠挽救 alpha-synuclein 毒性的基因。那是個大發現(Eureka!)而且完全在意料之外。那指出帕金森氏症基因彼此能以先前未曾預料過的方式互動。"

因為它與 PARK9 基因類似,故 Gitler 等人將其重新命名為 YPK9(Yeast PARK9)。普渡(Purdue)大學與阿拉巴馬(Alabama)大學的研究者與 Gitler 及其同僚合作,來證明 PARK9 基因也能夠保護神經元免於 alpha-synuclein 的毒害。

接著,該團隊開始找出 YPK9 的功能。研究共同第一作者、博士後研究員 Alessandra Chesi, PhD,發現 YPK9 為一種金屬運輸蛋白編碼。"其序列看起來與我們已知、能運送金屬的其他蛋白類似," Chesi 說。"

她將酵母的 YPK9 基因刪除,而這細胞看起來頗正常。她接著將這些 YPK9 有缺陷的酵母細胞暴露於各種不同的過量金屬中 -- 鋅、銅、錳、鐵等 -- 以測定它會運輸何種蛋白。最後她發現當錳存在時,缺乏 YPK9 的酵母長得並不好,它們對錳過敏。

"這很驚人,因為多年來我們已知,吸入錳的焊工與礦工,會罹患類似帕金森氏症的疾病,稱為錳中毒," Chesi 說。"礦工所喪失的特定神經元來自於蒼白球(globus pallidus)-- 腦中的運動中樞。那些 PARK9 突變的歐洲帕金森氏症病患也在此區域失去這些神經元。"

Gitler 接著發現由 YPK9(相當於人類的 PARK9)所製造的蛋白,被侷限在酵母細胞的液泡膜(vacuole membrane)中。液泡是細胞內部成份,那將有毒物質隔開,稍晚再處置。"我們提出假說表示:液泡,細胞中的袋狀物,能捕捉毒素,就在那裡吸收錳並將其隔離以解毒,使它遠離其他胞器," Gitler 解釋。"但,PARK9 基因若發生突變,將導致這種過程在酵母中,也有可能在人身上,出現問題。"

他表示新奇之處在於帕金森氏症遺傳與環境起因之間的連結。PARK9 如何使人避免 alpha-synuclein 的毒性以及 PARK9 是否能防止錳中毒?這是他們下一階段將要研究的方向。

※ 東南亞,尤其是孟加拉,這類問題很多。相關報導:

* α-Synuclein is part of a diverse and highly conserved interaction network that includes PARK9 and manganese toxicity
http://www.nature.com/ng/journal/vaop/ncurrent/abs/ng.300.html
http://dx.doi.org/10.1038/ng.300

Aaron D Gitler, Alessandra Chesi, Melissa L Geddie,
Katherine E Strathearn, Shusei Hamamichi, Kathryn J Hill,
Kim A Caldwell, Guy A Caldwell, Antony A Cooper,
Jean-Christophe Rochet & Susan Lindquist
Nature Genetics Published online: 1 February 2009
doi: 10.1038/ng.300
* Researchers provide solution to world's worst mass poisoning case
http://www.physorg.com/news139143198.html

逐漸消失的嗅覺也許是帕金森氏症開始的訊號
阿茲海默症新洞見 -- 識人之能
甘冒風險者因處理多巴胺能力減少而受驅使
老人照護後年開辦 強制納保

基因組混搭地理學 洞悉生命與環境
甲基汞的警告

2 則留言:

fsj 提到...

發現帕金森氏症剋星 1研究員來自台灣

自由時報 2009.02.04

〔編譯管淑平、記者王昶閔/綜合報導〕2日發表的一份新研究指出,只要強化大腦一種自然保護機制的作用,就能完全防範帕金森氏症。老鼠實驗顯示,增加老鼠大腦星狀膠質細胞形成的蛋白質Nrf2量,能抵抗導致帕金森氏症的化學毒物不致發病。

強化腦中蛋白質Nrf2

帕金森氏症是因大腦「黑質體」中製造神經傳導物質多巴胺的神經細胞死亡或退化而引起的運動功能失調症,患者身體肌肉無法順暢、協調活動,症狀如顫抖、行動變遲緩等。目前帕金森氏症可藉由藥物提供多巴胺治療,但是效果會隨治療時間增加而衰減。

可完全抵擋帕症禍首MPTP

威斯康辛大學麥迪遜分校在美國國家科學院學報發表的報告中,實驗老鼠以基因改造技術讓大腦星狀膠質細胞製造出比正常值高一倍的蛋白質Nrf2後,即使被注射高量的神經毒物MPTP也不會出現帕金森氏症。MPTP會殺死大腦黑質體的神經元導致帕金森氏症。此外,來自台灣的博士後研究員陳珮君在研究中將能超量製造Nrf2的老鼠與另一隻完全剔除這種蛋白質的老鼠混種,發現後者也能完全抵抗MPTP對神經細胞的傷害。

台生陳珮君 畢業於長庚醫技

陳珮君畢業於長庚大學醫技系,後來在長庚基礎醫學研究所(現改名生物醫學研究所)取得碩、博士學位,2006年畢業後就赴美從事博士後研究。陳珮君過去在長庚的指導教授、長庚大學生物醫學研究所教授陳景宗表示,陳過去在學校表現優異,過去她專攻成癮性藥物與多巴胺系統相關研究。

研究負責人威斯康辛大學藥理學教授強森說:「能完全消滅毒性遠超過我們的預期」,「這很引人注意。我們原本以為會讓細胞死亡率降低20、30或者40%。」

星狀膠質細胞製造Nrf2蛋白質時,會釋出一種化學物質,保護周邊神經元免於氧化,避免神經細胞受損或死亡。強森說,「星狀膠質細胞本身或許也能吸收不好的物質,因而降低周邊環境的氧化率以及神經元承受的壓力」,他的團隊正試圖辨識出此一具保護作用的化學物質。

他認為,或許所有神經退化性疾病都與星狀膠質細胞喪失功能有關,強化星狀膠質細胞就能保護神經元,他們正在老鼠身上展開長期實驗,了解是否能在神經元已經受損後逆轉病情,「如果神經元仍在,只是因為環境關係喪失功能,那麼改變環境或許就不只能防範神經元進一步喪失,也能使其回復健康,患者就能康復。」

※ 她們發表在 PNAS 上,目前尚未刊出。相關報導:

* AFP: Boosting protein protects against Parkinson's disease: study
http://www.google.com/hostednews/afp/article/ALeqM5hI1veoKmOwBAvxtpS5v9uzdf2alw

fsj 提到...

手不抖就不是「帕金森症」?!
http://www.uho.com.tw/hotnews.asp?aid=6577

優活健康資訊網╱uho編輯部 2009-06-04

原發性帕金森氏症是一種中樞神經退化性疾病,病變的地方主要在腦幹的黑質,因其多巴胺分泌的不足而致病。患病初期常以靜止性顫抖、步態不穩或小碎步、動作僵硬及動作緩慢來表現。

根據臨床的流行病學研究發現,帕金森氏症候群有九成都是原發性帕金森氏症,剩下的一成病人則歸類於帕金森氏症候群,臨床上依其病理變化、症狀與病程不同,又將這一成病人歸類於各式的帕金森症候群,如多系統萎縮症、漸進性上核性麻痺、皮質基底核萎縮症、路易士體症... 等等。

天主教耕莘醫院新店總院神經內科 劉議謙醫師指出,上述患者跟原發性帕金森氏症最大的不同處在於:這類患者對傳統的多巴胺藥物效果常常都不佳,且病程較快、併發症較多,常常也較需要更多的醫療資源來幫忙他們。

以56歲的龔太太(化名)來說,近幾年來,龔太太被家人發現走路姿勢異常,一開始家人不以為意,因為龔太太除了走路怪怪的,生活起居上大小事也還是處理得很好。但漸漸的,龔太太走路卻越來越慢,常常全家人出去都要等她一個人,甚至常常不自覺的跌倒,一星期可以跌個兩三次,甚至連孫子的名子也叫錯,連去菜市場買菜也有困難。後來經神經內科醫師檢查才發現龔太太眼球上下轉動困難,再經過一連串的結構性影像學、功能性影像學檢查,也才確定龔太太為帕金森氏症候群。經過近一年的觀察與臨床藥物使用,才終於確定龔太太為漸進性上核性麻痺。

此外,龔太太除走路困難外,某些認知功能退化的症狀,如常常會妄想先生外遇、外傭偷錢或燒開水燒到一半就出去買東西的危險動作,也造成家人的困擾。龔太太的家人一開始對於醫療團隊的質疑就是「她手又不抖,為什麼妳們都說她是帕金森呢?」原因就出在前述的醫學原理。

劉議謙醫師表示,帕金森氏症候群其實是一群退化性的病,藥物與行為治療都只能對症狀有些微的改善,事實上並無法完全治癒。同時,這類患者反而需要更多家人的愛心與理解,一旦清楚這個病的來龍去脈就可以減少不必要的猜疑與民俗療法的誤用。

現代媒體產業的蓬勃發展加上網路的推波助瀾,對於一些疾病,大多數民眾都有初步的認識與概念,這原本是好事,但有時就是因為這些認識實在太初步又根深蒂固了,反而造成醫師在解釋病情時患者或家屬常常會無法接受。這就需要醫病雙方都多一點耐心,盡量不要太拘泥於原本的觀念。