一項新研究表明補體系統(tǒng)的免疫蛋白 C1q 蛋白在神經(jīng)元功能和衰老中起關鍵作用。

《EurekAlert》

7月15日消息

波士頓兒童醫(yī)院（Boston Children's Hospital）Beth Stevens 博士（該研究的通訊作者）實驗室開展的一項開創(chuàng)性研究揭示了一種免疫蛋白會對衰老大腦的神經(jīng)元蛋白質(zhì)合成產(chǎn)生影響。此前，Stevens 實驗室的研究發(fā)現(xiàn)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的免疫細胞小膠質(zhì)細胞，會通過用免疫蛋白 C1q 標記突觸來幫助修剪發(fā)育中大腦的突觸。

由 Stevens 博士實驗室的 Nicole Scott-Hewitt 領導的新研究近日發(fā)表在《細胞》（Cell）雜志上，表明神經(jīng)元也可以內(nèi)化 C1q。C1q 似乎通過與細胞質(zhì)中的核糖體蛋白、RNA 結合蛋白和 RNA 相互作用，來影響神經(jīng)元內(nèi)的蛋白質(zhì)生成。此外，C1q 會隨時間在神經(jīng)元中累積，這表明它可能在與年齡相關的認知變化和神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮作用。

研究于2024年6月27日發(fā)表在《Cell》（最新影響因子：45.5）雜志上

大腦蛋白質(zhì)生產(chǎn)隨年齡發(fā)生變化：

在缺乏一種名為 C1q 的蛋白的成年小鼠中，神經(jīng)元的蛋白質(zhì)生成顯著增加，大腦中蛋白質(zhì)的平衡也發(fā)生變化，這表明 C1q 對于控制大腦的蛋白質(zhì)可能很重要。這些變化具有年齡特異性，與年輕小鼠相比，成年小鼠的蛋白質(zhì)生成存在顯著差異。

神經(jīng)元如何吸收C1q：

神經(jīng)元可以從細胞外部吸收 C1q 蛋白。這一過程依賴于內(nèi)吞作用，即細胞內(nèi)化分子的方式。研究發(fā)現(xiàn)，C1q 蛋白中被稱為類膠原結構域的部分對于神經(jīng)元吸收 C1q 至關重要。

對學習和記憶的影響：

在成年小鼠的小膠質(zhì)細胞中刪除 C1q 會影響它們忘記恐懼記憶的能力，這表明 C1q 在學習和記憶中發(fā)揮重要作用。這表明 C1q 可能通過與影響神經(jīng)元蛋白質(zhì)生成的特定神經(jīng)元復合物相互作用，從而有助于記憶和大腦靈活性。

C1q在衰老大腦中的作用：

先前的研究表明，隨著年齡的增長，大腦中的 C1q 水平會顯著增加。盡管 C1q 在大腦發(fā)育和疾病中神經(jīng)元和突觸表面的作用已為人所知，但其在衰老大腦中的功能尚不清楚。

本研究采用廣泛的方法，探索了隨著年齡增長 C1q 如何與其他蛋白質(zhì)相互作用，發(fā)現(xiàn) C1q 與衰老大腦中的 RNA 結合蛋白相互作用。這是一個驚人的發(fā)現(xiàn)，因為它表明在老年大腦的神經(jīng)元內(nèi)部存在 C1q，這表明由小膠質(zhì)細胞等腦巨噬細胞產(chǎn)生的免疫蛋白也可以影響神經(jīng)元內(nèi)部功能。

C1q缺失對蛋白質(zhì)生產(chǎn)和記憶的影響：

本研究探討了 C1q 的缺失是否會影響大腦衰老過程中的蛋白質(zhì)生產(chǎn)。他們發(fā)現(xiàn)，缺乏 C1q 的成年小鼠神經(jīng)元中的蛋白質(zhì)生產(chǎn)增加。此外，刪除 C1q 會影響小鼠忘記恐懼經(jīng)歷的能力，這表明 C1q 在成年大腦中具有獨特的作用，獨立于其先前在突觸修剪中描述的功能。

創(chuàng)立于1869年的波士頓兒童醫(yī)院

參考文獻

Source：Boston Children's Hospital

New study reveals critical role of C1q protein in neuronal function and aging

Reference：

Nicole Scott-Hewitt et al, Microglial-derived C1q integrates into neuronal ribonucleoprotein complexes and impacts protein homeostasis in the aging brain, Cell (2024). DOI: 10.1016/j.cell.2024.05.058

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       原文標題 : 新研究表明C1q蛋白在神經(jīng)元功能和衰老中起關鍵作用