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《Cell》:首次详细解析β淀粉样蛋白纤维结构

日期:2013年9月17日 09:33

  研究显示阿尔茨海默症是由大脑中出现的异常螺纹状蛋白沉积物的积累引起的,但是关于这些所谓的β-淀粉样蛋白纤维的分子结构,科学家们却知之甚少。

  近期来自美国国立卫生研究院NIH的一组研究人员公布了一项最新成果,揭示出β-淀粉样蛋白纤维不同的分子结构也许决定于阿尔茨海默症患者不同的临床病史和不同的脑损伤程度。这一发现将有助于研发出新型治疗方法,提高针对这种常见疾病的诊断和治疗效果。

  文章的通讯作者是美国国立卫生研究院Robert Tycko,他表示,“这项工作第一次详细描绘了β-淀粉样蛋白纤维的分子结构,这种蛋白是导致阿尔茨海默症的一种关键蛋白”,“相关详细的结构模型可以被用来指导研发能高特异性结合在这种蛋白上的化合物,用于诊断成像,同时也用于研发抑制蛋白形成的药物,预防和治疗阿尔茨海默症。”

  阿尔茨海默症AD是世界范围内普遍发生的慢性神经退行性疾病,主要发生于中老年。随着人口老龄化,AD的发病日益增多。这种以进行性认知障碍为特征的中枢神经系统退行性疾病的一个公认特征就是淀粉样蛋白沉积。

  Tycko和他的研究小组此前曾发现在培养皿中生长的β-淀粉样纤维具有不同的分子结构,不同的结构取决于具体的生长条件。基于这一观察,他们提出阿尔茨海默症患者大脑中发现的纤维蛋白也可能是多变的,这些结构变化也许与每位患者的临床病史有关。但一直以来,研究人员都无法在蛋白丰度不高的大脑中,直接研究这种蛋白的结构。

  为了克服这个问题,Tycko和他的同事开发出一种新的实验方案——他们从两位具有不同临床病史和脑损伤程度的患者的脑组织中,提取了β-淀粉样蛋白纤维片段,然后利用这些片段,在培养皿中培养出大量的纤维。结果研究人员发现每名患者脑组织中都具有一种高量的单一纤维,而这些分子结构在病患之间存在差异。

  “这可能意味着,在患者体内咋一看上去处于大脑单一位置的蛋白,也许会分散到其它位置,并保持相同的分子结构,”Tycko说,“我们的这项研究还显示,某些蛋白纤维结构相比于其它结构,更加有可能引发阿尔茨海默症,这表明研发成像试剂的重要性,利用这些试剂,我们可以靶向特殊的纤维结构,提升诊断的可靠性和特异性。”

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