LRP4 Protein wichtig für die Kommunikation zwischen Gehirn und Muskelzellen

Um gehen und essen und funktionieren zu können, muss das Gehirn in der Lage sein, starke Signale an unsere Muskeln zu übertragen. Nun haben Wissenschaftler vom Medical College der Georgia Health Sciences University herausgefunden, dass ein Protein namens LRP4, das sich in Muskelzellen und Neuronen befindet, vorhanden sein muss, um eine stabile Kommunikation zwischen Gehirn und Muskeln zu gewährleisten.
Die Studie, in der Zeitschrift veröffentlicht Neuron, zeigt, dass ohne die Anwesenheit von LRP4 die Kommunikation zwischen den beiden Zellentypen ineffizient und kurzlebig ist.
Abnormalitäten oder fehlende Proteine ??scheinen bei Störungen, einschließlich Myasthenia gravis, sowie bei anderen Formen von Muskeldystrophie eine Rolle zu spielen. In einer Studie veröffentlicht Anfang des Jahres in Archive der NeurologieWissenschaftler von MCG berichteten, dass 2% der Patienten mit muskeldegenerierender Myasthenia gravis Antikörper gegen LRP4 im Blut hatten.

Dr. Lin Mei, Direktor des GHSU-Instituts für Molekulare Medizin und Genetik, sagte, Wissenschaftler seien sich der Tatsache bewusst, dass der Einfluss von LRP4 auf die Muskelzellen wichtig ist. Die Gehirnzelle sendet ein Signal an das LRP4, um die Bildung von Rezeptoren zu induzieren, die eine kontinuierliche Kommunikation zwischen dem Gehirn und den Muskelzellen ermöglichen.
Dr. Haitao Wu beobachtete, dass, wenn LPR4 nur aus Muskelzellen gelöscht wurde, die Verbindung, obwohl schwach, immer noch zwischen beiden Zellen aufgebaut war. Wu stellte fest, dass die Mäuse einige Tage überlebten, aber dass sie Muskelschwäche ähnlich wie Patienten mit Myasthenia gravis hatten. Mei, der auch ein renommierter Wissenschaftler der Georgia Research Alliance in Neurowissenschaft ist, erklärte: "Das ist gegen das Dogma. Wenn LRP4 nur in den Muskelzellen essentiell ist, wie könnten die Mäuse überleben?" Sie fanden heraus, dass eine vollständige Elimination von LRP4 zum Tod führte, da sich nie neuromuskuläre Verbindungen bildeten.
Wu sagt, dass zusätzliche Beweise auf die Notwendigkeit von LRP4 in den Neuronen hinweisen, um zu überleben. Wu erklärt: "Als wir das LRP4-Gen in den Muskeln ausgeschlagen hatten, gab es eine redundante Funktion, die vom Motorneuron ausging, wie ein Rettungsversuch."
Obwohl sie den Prozess dokumentierten, dass das Neuron LRP4 mit der Muskelzelle teilt, erwies es sich als unzureichend.
Mei sah sich Bilder von zu langen Neuronen an, die nie die Nachricht von den Muskeln erhielten, dass sie weit genug gegangen waren und sagten: "Der Nerv bekommt das Stoppsignal nicht." Bei der Präparation der länglichen Nerven fand das Team heraus, dass sie nicht genügend Vesikel enthielten, dh kleine Pakete chemischer Botenstoffe, die für die Kommunikation der Gehirnzellen typisch sind, während die Rezeptoren auf der Empfängerseite zu klein und zu wenig waren. das erklärt die schwache Kommunikationsverbindung.
Mei, dessen Labor früher festgestellt hat, dass die Kommunikation zwischen Gehirn und Muskelzellen eine Zwei-Wege-Konversation ist, erklärte: "Wenn LRP4 im Muskel herausgenommen wird, hat es nicht überraschend, dass der Muskel ein Problem hat. Was sehr überraschend war dass die Motoneurone auch Probleme haben. "
Wu fügte hinzu: "Das Gespräch zwischen Motorneuronen und Muskelzellen ist sehr wichtig für die Synapsenbildung und die sehr präzise Aktion zwischen den beiden."

Die Forscher vermuten, dass etwa 60% des LRP4 aus Muskelzellen und etwa 20% aus Gehirnzellen stammen, der Rest aus Zellen, die sich in Räumen zwischen beiden befinden. Dies könnte erklären, warum die Bemühungen des Gehirns, zu teilen, unzureichend sind. Abgesehen davon, dass sie einen besseren Einblick in die Funktionsweise der Nerven-Muskel-Kommunikation gewinnen, hoffen die Forscher, dass ihre Ergebnisse eine Gentherapie ermöglichen werden, die LRP4 bei Patienten in der Zukunft zu unzureichenden Spiegeln bringt.
Ein anderes Protein, das eine frühe und wichtige Rolle beim Aufbau einer Nerven-Muskel-Konversation spielt, ist Agrin, das von Motoneuronen freigesetzt wird, um den Aufbau der Synapse zu steuern, wie eine Telefonleitung zwischen Nerv und Muskel. Kritisches internes Zellgespräch wird durch das MuSK-Enzym auf der Muskelzelloberfläche initiiert, das die Bildung von Synapsen und Rezeptoren ermöglicht, die es spezifischen Befehlen ermöglichen, sich genau an der richtigen Stelle zu sammeln.
Im Jahr 2008 zeigte eine Studie im Mei-Labor in Neuron, dass Agrin anfängt, mit LRP4 auf der Muskelzelloberfläche zu sprechen und rekrutiert dann das Enzym MuSK, um an der Konversation teilzunehmen. LRP4 und MuSK sind wichtige Komponenten, damit die Muskelzelle die Botschaft, die Agrin überträgt, empfangen kann.
Forscher haben herausgefunden, dass der Agrin-MuSK-Signalweg bei Muskeldystrophie, verschiedenen genetischen Erkrankungen, eine Rolle spielt, die aufgrund von Problemen, die Neuronen, Muskelzellen und / oder deren Kommunikation betreffen, zu einem Verlust der Muskelkontrolle führen. Laut einigen Studien wurde eine Mutante MuSK als Ursache für Muskeldystrophie und Autoantikörper gegen MuSK im Blut einiger Patienten in Verbindung gebracht. Autoantikörper werden als Reaktion auf und Reaktion gegen eine antigene Komponente des körpereigenen Gewebes gebildet.
Geschrieben von Petra Rattue

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