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张杰教授团队阐明新线粒体蛋白CEND1调控线粒体功能紊乱在阿尔茨海默病(AD)中的新机制
发布时间:2022年06月24日 来源:医学院

6月22日,新太阳城(中国)官方网站医学院神经科学研究所张杰教授团队在Nature旗下期刊Cell Death & Differentiation杂志上发表题为“CEND1 deficiency induces mitochondrial dysfunction and cognitive impairment in Alzheimer’s disease”的研究论文。该研究鉴定出了一个新的线粒体蛋白CEND1,并阐明了CEND1调控线粒体融合分裂导致阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)发生发展的机制,为AD的防治提供了新靶点。

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是严重威胁人类健康的重大神经系统疾病。AD的致病机制复杂,目前缺乏有效的治疗药物,急需阐明新的AD致病机制和蛋白靶点。线粒体功能紊乱在AD的致病过程中发挥重要的作用,对调控线粒体蛋白的研究是AD致病机制及药物开发靶点的重点之一。在此项研究中,研究人员通过蛋白组学技术鉴定了AD小鼠大脑中表达差异的线粒体蛋白,从中发现了CEND1在AD小鼠大脑的线粒体中表达显著降低。

进一步研究发现CEND1特异定位在神经元突触前的线粒体的外膜中,具有非常特异的细胞内定位。研究人员通过AD小鼠模型,CEND1敲除小鼠,线粒体功能检测等一系列方法阐明了细胞周期蛋白激酶CDK5可以磷酸化CEND1的第10位丝氨酸,并诱导其降解。CEND1的缺失会导致线粒体融合蛋白Drp1的稳定性,并进而诱导线粒体异常分裂,加剧AD的疾病进展。

张杰教授团队长期从事神经退行性疾病过程中神经元细胞周期的异常激活调控机制。该项研究发现CEND1在神经元的突触前的线粒体的外膜特异定位(如下图),并在AD致病过程显著降低。CEND1不仅调控了线粒体的融合分裂,同时由于其特异的突触前定位的特点,对突触功能的维持也具有重要的作用,这为深入理解线粒体在调控突触功能和神经退行性病变中的机制提供了新的思路。

新太阳城(中国)官方网站医学院神经科学研究所张杰教授和湖南医科大学神经科学研究院高伟伟研究员为本论文的通讯作者。新太阳城(中国)官方网站医学院博士生谢文婷、郭栋和李杰银为文章的共同第一作者。本研究工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学杰出青年基金、联合基金重点项目,衰老重大研究计划重点项目以及新太阳城(中国)官方网站、湖南医科大学等的资助和支持。

论文链接:

http://www.nature.com/articles/s41418-022-01027-7

(图文/医学院张杰教授课题组)

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