Circadianen Uhr spielt unerwartete Rolle bei neurodegenerativen Erkrankungen

Während Ihr Körper sich vielleicht beklagen die vielen unangenehmen Auswirkungen des jet-lag, Ihr Gehirn können Sie danken werden für das cross-Zeitzone Reisen.

In einer neuen Studie der Northwestern University Forscher induzierten jet lag in einem Drosophila-Modell der Huntington-Krankheit und fand, dass die jet-lag geschützt, der fliegt “ Neuronen. Das team identifiziert und getestet, eine circadiane Uhr-kontrollierte gene, die, wenn geschlagen, auch geschützt das Gehirn von der Krankheit.

Die Ergebnisse zeigen mögliche neue Behandlungs-Pfade zu verlangsamen das Fortschreiten der oder Vorbeugung von neurodegenerativen Krankheiten.

„Es scheint, eingängig, aber wir haben gezeigt, dass ein wenig stress ist gut,“ sagte Nordwestlichen Dr. Ravi Allada, einem zirkadianen Rhythmen Experte, wer führte die Forschung. „Wir subtil manipuliert die circadiane Uhr, und, dass stress zu sein scheint neuroprotektive.“

Die Studie wird veröffentlicht 2. April in der Zeitschrift Cell Reports. Allada ist der Edward C. Stuntz Distinguished Professor und Stuhl der Abteilung von Neurobiologie im Nordwesten der Weinberg-College von Künsten und Wissenschaften.

Patienten mit neurodegenerativen Erkrankungen erleben oft tief greifende Störungen in Ihrem circadianen Rhythmus, oder Schlaf-wach-Zyklen. Sie können schlafen mehr als üblich oder verlieren die Fähigkeit, zu schlafen. Dies kann dazu führen, nächtliche Wanderung, erhöhte Erregung, Allgemeinen stress und eine verminderte Lebensqualität.

„Wir haben lange bekannt, dass eine gestörte Uhr ist ein frühes Kennzeichen von neurodegenerativen Erkrankungen,“ Allada sagte. „In vielen Fällen Schlafstörungen, vor jedem anderen symptom. Aber wir wussten nicht, ob der zirkadianen Störungen ist eine Ursache der Krankheit oder eine Folge der Krankheit.“

Zu untersuchen diese Frage, Allada beschäftigt die Fruchtfliege-Modell der Huntington-Krankheit, einer gut untersuchten Modellorganismus für sowohl circadianen Rhythmen und neurodegenerative Erkrankungen. Obwohl Fruchtfliegen könnte, scheint völlig Verschieden von den Menschen, die Neuronen, die bestimmen, fliegt‘ Schlaf-wach-Zyklen sind sehr ähnlich zu den Menschen‘. Fruchtfliegen, die das mutierte Huntington-gen zeigen auch ähnliche Symptome wie Menschen mit der Krankheit: verminderte Lebensdauer, Motorische Defizite, neurodegeneration, gestörten zirkadianen Rhythmen und eine Anhäufung krankhafter Eiweiße im Gehirn, die aggregieren und verursachen Neuronen sterben.

„Normalerweise Fruchtfliegen aufwachen, bekommen sehr aktiv, dann schlafen gehen und inaktiv werden,“ Allada erklärt. „Es ist ein 24-Stunden-Muster. In der Huntington-Modell gibt es keinen Rhythmus. Die Fliegen aufwachen und einschlafen, die ganze Zeit.“

Allada team verändert, der fliegt‘ zirkadianen Rhythmen zwei verschiedene Möglichkeiten. Für eine Gruppe von Fliegen, die Forscher veränderten die Fliegen‘ Umwelt durch die Veränderung der täglichen timing von Licht-dunkel-Zyklen. Diese manipulation verursacht, die Fliegen, um zu Leben ein 20-Stunden-Tag statt, eine 24-Stunden-Tag. Und für eine weitere Gruppe von Fliegen, die Forscher mutiert ein gen, das bekannt ist für die Steuerung der internen zirkadianen Uhr.

„Wir im wesentlichen gab es die Fliegen Jetlag für jeden Tag Ihres Lebens,“ Allada sagte. „Es ist wie eine Reise von vier Stunden Ost-jeden Tag.“

In beiden Fällen werden die mutierten Huntington-Krankheit aggregierte Proteine weniger und weniger Neuronen starb. Allada, die zu erwartenden jet-lag zu verursachen noch mehr Schaden auf das Gehirn, war überrascht. „Wir hatten gefragt, ob die Uhr spielte eine Rolle in der Krankheit,“ sagte er. „Es stellte sich heraus, dass die Uhr war wichtig—aber in einer Weise, die wir nicht Vorhersagen.“

Allada und sein team waren so fasziniert von dem Ergebnis, dass Sie nahm die Studie einen Schritt weiter. Sie beschlossen Bildschirm durch Dutzende von Uhr-gesteuerten Genen zu lokalisieren eine, die könnte auch in ähnlicher Weise schützen das Gehirn vor neurodegenerativen Erkrankungen.

Das team entdeckte ein gen kodiert, dass die „Hitze-Schock-organizing protein“ oder „hop“ für kurze. Nicht nur hüpfen, gesteuert durch die körpereigenen circadianen Uhr, die gen ist auch verantwortlich für die protein-Faltung. Weil fehlgefaltete Proteine können sich in verschiedenen neurodegenerativen Erkrankungen, Allada dachte hop gemacht, eine interessante Zielgruppe. Er und sein team niedergeschlagen hop-gen in Fliegen mit dem protein, dass die Ursachen der Huntington-Krankheit-und—wieder—überrascht wurden. Klopfen die gen wiederhergestellt, der fliegt‘ Arrhythmie circadiane Uhren, reduziert die aggregation von erkranktem Proteine im Gehirn und reduziert die Anzahl der Neuronen sterben durch diese Proteine.

„Wir dachten, dass die Hemmung dieses Gens, die hilft, Ihre Proteine eine korrekte Faltung würde alles noch schlimmer machen, aber Sie hat bessere,“ Allada sagte. „Es zeigt sich erneut, dass ein bisschen stress ist wahrscheinlich gut.“