2021-12-02 来源: Scientists discover potential cause of Alzheimer's disease (medicalxpress.com) 406 细胞清洁能力 阿尔兹海默症
研究人员可能发现鉴别阿尔兹海默症患病风险人群的方法。
主流理论认为,大脑中的斑块是导致阿尔兹海默症的原因。然而,加利福尼亚大学河滨分校的新研究认为,细胞自我清洁能力的下降导致有害物质在大脑积聚才是阿尔兹海默症的病因。
除痴呆症迹象以外,如果发现大脑中同时存在淀粉样蛋白斑和神经原纤维缠结,即可明确诊断为阿尔兹海默症。该淀粉样蛋白斑来自淀粉样肽的沉积,而神经原纤维缠结则通常由一种叫做tau的蛋白质构成。
“约20%的人体内存在蛋白斑,他们却没有痴呆的迹象”,加利福尼亚大学河滨分校的化学系教授瑞安·朱利安(Ryan Julian)说,“因此,淀粉样蛋白斑似乎不是引发阿尔兹海默症的原因。”
因此,朱利安及其同事调查了tau蛋白不为人知的方面。他们想通过详尽检查tau蛋白这一方法,尝试揭示隐藏在淀粉样蛋白斑和神经原纤维缠结的机制。
Tau蛋白结构上存在一个至关重要而又难以察觉的差异,正是这一差异,使科学家得以将无痴呆症的外在体征的患者和表现出痴呆症的外在体征的患者区分开来。目前,上述研究结果已经在《蛋白质组研究杂志》(Journal of Proteome Research)上发表。
朱利安的实验室专注于研究单分子的不同形式,也就是同分异构体。
“同分异构体就是和原型有同一分子,但有着和原型不同的三维结构方向”,朱利安说,“常见的案例就是人的双手。左右手互为对方的同分异构体,镜面对称,但又不完全相同。同分异构体是可以有旋向性的。”
构成蛋白质的氨基酸可是右旋或左旋的同分异构体。朱利安说,通常,活体中蛋白质都是由左旋氨基酸构成。
在此项目中,研究人员扫描了捐赠脑样本中的所有蛋白质。他们发现,大脑存在沉积但无痴呆症状的样本中,tau蛋白是正常的;然而存在淀粉性蛋白斑或有神经原纤维缠结和痴呆症状的大脑中,tau蛋白的旋型不同。
体内大部分蛋白质的半衰期都少于48小时。然而,如果蛋白质游离的时间过长,特定氨基酸可能会转变为其他旋型的同分异构体。
“这就像你把右手手套戴在左手上一样,它就不好使。在生物学中也是同样的道理;一段时间后,分子就不按之前的方式运作了,因为左手手套已经变成了那个不合适的右手手套了,”朱利安说。
一般来说,我们把细胞清理缺陷蛋白质或废弃蛋白质的过程,称为细胞自噬。细胞自噬的过程在65岁以上的人群中速度变缓。就其变缓的原因,至今仍不清楚,但是朱利安的实验室正着手对此进行研究。
幸运的是,目前已有针对改善细胞自噬的药物,正处于测试阶段。。候选药物中,包含现有获批用于心血管疾病和其他病症治疗的药物,因此其获批流程可以加快。
节食可以诱导细胞自吞噬。节食后,人体中的细胞将缺乏蛋白质的供应,此时细胞只能通过回收细胞内已存的蛋白质来填补。
这些举措加上同药物疗法,也许能从根本上预防阿尔兹海默症。朱利安说:“如果细胞自吞噬的速度下降是潜在诱因的话,那么相反地,可以提高细胞自吞噬速度的方法就是有益的。”。
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