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肉毒杆菌毒素的甜食是其关键的神经元靶向机制的基础

肉毒杆菌毒素的牙齿很甜,正是这种对糖的渴望-确切地说是聚糖-是其针对人体神经元细胞的极强能力的基础……同时为研究人员提供了一种中和它的方法。

加州大学尔湾分校生理与生物物理学教授金荣生(Rongsheng Jin)共同主持的一项研究;闵冬,波士顿儿童医院-哈佛医学院;德国汉诺威医学院的Andreas Rummel揭示了病原体被吸引,适应并利用表面受体中的聚糖修饰入侵运动神经元的重要一般机制。聚糖是由细胞合成的糖链,可用于其发育,生长,功能或存活。结果发表在“自然结构与分子生物学”中。

Jin说:“我们的发现揭示了持久的宿主-病原体军备竞赛的新范例,病原体发展出一种聪明的策略来实现与宿主受体的高度特异性结合,同时也能耐受受体的遗传变化。”“并且在某种程度上,这种毒素攻击人类的机制类似于一些重要的广泛中和的人类抗体所利用的对抗病毒的机制,例如登革热病毒和艾滋病毒。”

肉毒杆菌神经毒素A(BoNT / A),通常称为肉毒杆菌毒素,以弱化形式广泛用于治疗各种医学病症以及化妆品。临床产品肉毒杆菌毒素含有极低剂量的毒素,使用安全。但是剂量较高时,它可能具有致死性,也被列为潜在的生物恐怖分子。

它的功效和治疗效果取决于其针对运动神经元并随后阻断控制神经纤维运动的释放神经递质的非凡能力,这可能导致麻痹。这种特异性的靶向作用是通过毒素及其受体之间的高度选择性相互作用实现的,这些受体以锁定和关键的方式与毒素结合。

肉毒杆菌毒素如何识别其受体的复杂细节也揭示了中和这些致命毒素的新颖方法。Rummel说:“有了这种新的结构信息,我们就可以查明毒素中与糖结合所需的关键氨基酸,而且我们发现,即使突变单个氨基酸也足以消除毒性超过一百万倍。”

值得注意的是,新定位的聚糖结合位点也被有效的人中和抗体CR2 / CR1识别,目前正在治疗和预防BoNT / A中毒的临床试验中。Dong说:“该抗体通过阻止它与受体上的糖结合而精确地对抗毒素。因此,我们的研究为抗毒素抑制剂的设计提供了新策略。”

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