目前盛行的理论认为大脑中的斑块会导致阿尔茨海默病。加州大学河滨分校的新研究则指出,细胞自我清洁的能力减慢可能是导致不健康的大脑堆积的原因。
加州大学河滨分校11月29日消息
除了失智的体征外,如果医生在大脑中发现两样东西的组合,即淀粉样斑块和神经纤维缠结,就可以做出明确的阿尔茨海默病的诊断。斑块是淀粉样肽的堆积,而缠结主要是由一种叫做 tau 的蛋白质构成。
"大约20%的人有斑块,但没有失智症的体征,"加州大学河滨分校(UCR)化学教授 Ryan Julian 说,"这使得斑块本身似乎不是原因。"
Ryan Julian 教授
出于这个原因,Julian 和他的同事们调查了 tau 蛋白的一些未被研究的方面。他们想了解对 tau 蛋白的仔细检查是否能揭示出更多关于斑块和缠结背后的机制。
Tau 蛋白形式的一个关键但难以检测的差异,使科学家们能够区分那些没有失智症外在体征的人和那些有失智症体征的人。这些结果现在已经发表在《蛋白质组研究期刊》(Journal of Proteome Research)上。
研究于2021年11月24日发表在《Journal of Proteome Research》(最新影响因子:4．466)杂志上
Julian 的实验室专注于单个分子的不同形式,称为异构体。
“同分异构体是同一分子,但其三维方向与原分子不同,” Julian 说,“一个常见的例子就是手,双手是彼此的异构体,是镜像,但不是完全复制。同分异构体可以有旋向性。”
构成蛋白质的氨基酸既可以是右旋异构体,也可以是左旋异构体。Julian 说,正常情况下,生物中的蛋白质都是由左旋氨基酸组成的。
Tau蛋白模型,一种对阿尔茨海默病发展至关重要的蛋白质
在这个项目中,研究人员扫描了捐赠的大脑样本中的所有蛋白质。那些有大脑堆积但没有失智的人有正常的 tau ,而在那些出现斑块或缠结以及失智的人身上发现了不同形式的 tau 。
人体中的大多数蛋白质的半衰期不到 48 小时。然而,如果蛋白质挂在外面的时间太长,某些氨基酸可以转化为另一种的异构体。
"如果你试图把一只右手的手套戴在你的左手上,它不会太好用,” Julian 说,"这在生物学中也是一个类似的问题,分子在一段时间后就不像它们应该的那样工作了,因为一只左手手套实际上可以转化为一只不适合的右手手套。”
一般来说,在65岁以上的人中,清除细胞中耗费或有缺陷的蛋白质的过程(称为自噬,autophagy)会减慢。目前还不清楚原因,但 Julian 的实验室正计划对此进行研究。
幸运的是,已经在测试药物来改善自噬。一些候选药物包括已批准用于心血管疾病和其他疾病的现有药物,这可能有助于加快批准过程。
自噬可以通过禁食来诱导。当一个人的饮食中缺乏蛋白质时,细胞会通过回收已经存在于细胞中的蛋白质来填补空缺。锻炼也会增加自噬作用。
“这些措施以及药物疗法最终可能有助于预防该疾病,"Julian 说:"如果自噬速度减慢是根本原因,那么增加自噬的东西应该具有有益的、相反的效果。“
参考文献
Source:UC Riverside
Scientists discover potential cause of Alzheimer’s Disease
Reference:
Does Data-Independent Acquisition Data Contain Hidden Gems? A Case Study Related to Alzheimer’s Disease
Evan E． Hubbard, Lilian R． Heil, Gennifer E． Merrihew, Jasmeer P． Chhatwal, Martin R． Farlow, Catriona A． McLean, Bernardino Ghetti, Kathy L． Newell, Matthew P． Frosch, Randall J． Bateman, Eric B． Larson, C． Dirk Keene, Richard J． Perrin, Thomas J． Montine, Michael J． MacCoss, and Ryan R． Julian
Journal of Proteome Research Article ASAP
DOI: 10．1021/acs．jproteome．1c00558
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