科學家首次揭示了其中一個關鍵標記物的化學結構阿茲海默氏症,捕捉異常的高解析度影像蛋白質數量疑似拖欠存款和其他神經退化性疾病。
現在,這些結果將使科學家們前所未有地了解這些有害沉積物如何在分子層面上發揮作用,並可能導致許多新的治療方法來防止它們形成? 這樣做有助於對抗阿茲海默症和失智。
“這是向前邁出的巨大一步,”團隊成員之一貝爾納迪諾蓋蒂 (Bernardino Ghetti) 說道來自印第安納大學。
“很明顯,tau 對阿茲海默症和某些形式的失智症的進展極為重要。在設計治療藥物方面,現在的可能性是巨大的。”
在這項新研究中,由英國MRC 分子生物學實驗室(LMB) 領導的研究人員從一名已確診患有阿茲海默症的已故患者的大腦中提取了tau 蛋白絲,並使用一種稱為「阿茲海默症」的技術對它們進行成像。冷凍電子顯微鏡(冷凍電鏡)。
Tau 蛋白絲。 圖片來源:Scheres Group MRC-LMB
阿茲海默症與兩種異常蛋白質沉積物的累積有關? tau 細絲,在神經細胞內形成,以及β澱粉樣蛋白蛋白質,在細胞外形成。
在健康的大腦中,tau 蛋白起著穩定劑的作用,但當蛋白質出現缺陷時,它們會形成纏結的細絲束,這被認為會阻礙腦細胞之間的交流,導致神經退化和認知能力下降,如阿茲海默症等疾病。
研究人員幾十年來一直在研究 tau 蛋白與阿茲海默症的關係,但直到現在,我們從未能夠如此近距離地觀察到 tau 蛋白絲? 這裡進行的冷凍電子顯微鏡成像提供的分子見解可能意味著針對 tau 的藥物發現機會是一個全新的遊戲。
「能夠清除大腦中蛋白質團塊的藥物是研究人員的關鍵目標,但為了直接影響這些蛋白質,構成藥物的分子需要鎖定並結合到它們的表面,」英國阿茲海默症研究中心的研究負責人羅莎‧桑喬 (Rosa Sancho) 解釋道。
“了解這些複雜蛋白質結構的精確形狀對於指導靶向藥物的開發非常有價值。”
雖然不乏研究異常 tau 蛋白和澱粉樣β蛋白如何發揮作用的研究,但目前尚不清楚實驗室組裝的人工樣本與實驗室形成的結構有多少不同。
由於從已故患者身上獲得的 tau 蛋白結構,研究人員現在能夠研究人類大腦中原子層面上的異常細絲如何發揮作用? 研究小組表示,研究這些纏結不僅有利於阿茲海默症的研究。
LMB 的神經科學家 Michel Goedert 告訴 James Gallagher:“就 tau 蛋白而言,這是向前邁出的一大步,但意義遠不止於此。”英國廣播公司的新聞。
“這是第一次有人[從人類大腦樣本]確定這些疾病的高分辨率結構。下一步是利用這些信息來研究神經退化性疾病的機制。”
在科學家有機會跟進這裡提出的新發現之前,我們不會知道這項發現的全部後果,但很明顯,這可能是研究如何對抗這些有害蛋白質團塊的一個重大轉折點,蓋蒂描述道結果為過去四分之一世紀的重大發現之一阿茲海默症研究。
也就是說,新的治療方法最終可能需要很多年(甚至幾十年)才能出現? 但至少我們現在離期待已久的最終結果又近了一大步,而這在以前可能是不可能的。
「這就像在黑暗中射擊?你仍然可以擊中某物,但如果你知道其結構是什麼,你就更有可能擊中,”LMB 團隊成員 Sjors Scheres 解釋道。
“我們很興奮?它在這個領域開闢了一個全新的時代,確實如此。”
研究結果報告於自然。