科学家们确定了触发阿尔茨海默症的分子机制,他们发现当一种蛋白分子的基本结构发生改变时,会引起连锁反应,最终导致大脑神经元死亡。
剑桥大学教授Christopher Dobson及其同事长期从事阿尔茨海默症研究,主要研究发生异常的β淀粉样蛋白,这种蛋白被认为是阿尔茨海默症等神经退行性疾病的发病根源。现在他们首次向人们展示了,β淀粉样蛋白形成毒性寡聚体的过程。文章发表在美国国家科学院院刊 PNAS杂志上。
“目前,阿尔茨海默症还没有有效的治疗方法。我们必须先解析分子水平的发病机制,才能够取得实质性的进展,”文章作者Dr Tuomas Knowles说。“在阿尔茨海默症中,毒性蛋白寡聚体造成了神经元的死亡。我们在研究中揭示了蛋白寡聚体的形成机制,这一机制是对阿尔茨海默症进行检测、靶标和干预的关键。”
细胞根据DNA的编码信息合成蛋白分子,新生蛋白通常需要折叠成为紧凑的复杂结构,才能执行生物学功能。在某些情形下,蛋白会发生错误折叠,并影响周围的正常蛋白。错误折叠的β淀粉样蛋白缠结在一起,会形成大量的复杂蛋白卷曲。而这些异常的卷曲结构被称为淀粉样纤维。
此前,人们曾认为大型蛋白斑块是阿尔茨海默症的罪魁祸首,但蛋白斑块既不可溶又无法移动。而较小的β淀粉样蛋白寡聚体可以轻易在大脑中扩散,最终杀死神经元。大约十年前Dobson等人指出,毒性寡聚体才是阿尔茨海默症的主要致病因素。不过人们至今还不了解寡聚体的形成机制。
这项新研究显示,在β淀粉样蛋白形成关键蛋白块之后,会触发连锁反应,使其组成蛋白的数量呈指数增长,并通过二次成核作用形成复杂的蛋白卷曲。这一过程塑造了扩散能力很强的蛋白寡聚体,最终导致神经元死亡,引发失忆和痴呆等症状。
此前,Christopher Dobson教授的研究团队首次获得了淀粉样纤维的原子结构,文章于今年四月发表在PNAS杂志上。他们在该突破性成果的基础上,进行了这项新的研究,成功解析了β淀粉样蛋白寡聚体的形成机制。
研究人员指出,上述过程是阿尔茨海默症中,可用药物进行干预的最早阶段。这是一个重要的进步,能够帮助人们实现更早的疾病诊断,开发新一代的阿尔茨海默症治疗药物。
来源:生物通