馬薩諸塞州伍茲-肌萎縮性側(cè)索硬化癥(ALS)是最嚴(yán)重的成年性神經(jīng)退行性疾病之一?；颊?，包括已故的演員/劇作家山姆·謝潑德(Sam Shepard)，變得越來(lái)越虛弱，最終由于運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的退化和死亡而癱瘓。

為了找到致命的ALS療法，科學(xué)家需要更深入地了解它如何打斷運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元交流通道。因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)神經(jīng)元從大腦到達(dá)脊髓，再?gòu)募顾璧竭_(dá)肌肉，所以當(dāng)它們死亡時(shí)，大腦不再能夠啟動(dòng)肌肉運(yùn)動(dòng)。

玉宇宋哈佛醫(yī)學(xué)院的是草研究員在海洋生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室(MBL)，伍茲霍爾，當(dāng)她參加了神經(jīng)功能強(qiáng)大的研究有機(jī)體，本地魷魚(yú)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)始詢(xún)問(wèn)突變蛋白質(zhì)如何與家族性ALS的行為有關(guān)在受控條件下。

她的研究最近發(fā)表在eNeuro上，闡明了ALS中神經(jīng)功能障礙的機(jī)制，并提出了一種新的方法來(lái)恢復(fù)疾病患者運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的健康。

Song集中研究了這種稱(chēng)為G85R-SOD1的突變蛋白如何影響?hù)滛~(yú)“巨突觸”(神經(jīng)元將化學(xué)信號(hào)傳遞至肌肉纖維，導(dǎo)致肌肉收縮)的交界處的神經(jīng)傳遞。

魷魚(yú)巨突觸是少數(shù)模仿人類(lèi)神經(jīng)肌肉連接的成熟神經(jīng)系統(tǒng)之一，同時(shí)可以進(jìn)行精確的實(shí)驗(yàn)操作和實(shí)時(shí)測(cè)量。

Song指出錯(cuò)誤折疊的突變體SOD1的存在抑制了突觸傳遞并減少了突觸小泡池，其作用是提供對(duì)神經(jīng)元連接至關(guān)重要的神經(jīng)遞質(zhì)。

令人驚訝的是，通過(guò)間歇性高頻刺激恢復(fù)了突觸功能，這表明異常的鈣信號(hào)傳導(dǎo)可能是SOD1對(duì)正常突觸傳遞的毒性基礎(chǔ)。

為了驗(yàn)證這一假設(shè)，Song使用鈣成像技術(shù)來(lái)捕獲突觸前末端的異常鈣內(nèi)流，并確認(rèn)了鈣螯合劑的保護(hù)作用，該作用可在不影響神經(jīng)傳遞的情況下糾正鈣失衡。

這提示了一種用于ALS的治療干預(yù)的新方法，其中鈣的化學(xué)或電學(xué)調(diào)節(jié)及其下游信號(hào)通路可恢復(fù)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的健康。

宋說(shuō)：“總的來(lái)說(shuō)，我們的結(jié)果不僅證明了與ALS及其潛在分子途徑有關(guān)的突觸功能障礙，而且擴(kuò)展了我們對(duì)基本突觸生理學(xué)的理解。”