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2018年4月11日

阿尔茨海默蛋白的蛋白形成了带有细胞膜的有毒复合物

阿尔茨海默病是由大脑中的缠结蛋白引起的缠结引起的。科学家们发现了一种新的有毒物质,这种形式是由于它与细胞膜的相互作用而形成的。这项研究提供了一种新的视角,让我们了解这种蛋白质在大脑中移动并杀死神经元的机制。

阿尔茨海默氏症患者的大脑中包含了神经元内部特有的缠结。当一种叫做Tau的蛋白质聚合成扭曲的纤维时,就形成了这些缠结。结果是,神经元的传输系统瓦解,基本的营养物质无法通过,细胞开始死亡,影响大脑的功能,并导致疾病的症状。

考虑到它在老年痴呆症的病理中所扮演的角色,Tau的蛋白质已经被广泛研究。在最近的几项淀粉靶向治疗的临床试验中,Tau已经成为了最积极的治疗老年痴呆症的治疗目标之一。然而,关于Tau如何在大脑中传播并杀死神经元的问题仍然存在。细胞膜已经被证明在调节Tau的聚合特性和生理功能上发挥了作用,但我们仍然不知道Tau和脂质膜之间的相互作用会导致老年痴呆症的神经元流失。

现在,Hilal LashuelEPFL的实验室,与洛克菲勒大学的Thomas Walz实验室合作,发现个体的Tau蛋白与神经元的细胞膜相互作用并破坏了神经元的细胞膜。这种破坏产生了由膜上的几个Tau蛋白和脂肪分子(磷脂)组成的高度稳定的复合体。

随后的研究表明,与蛋白质的纤维蛋白相比,蛋白/磷脂复合体更容易被神经元吸收,并在体外产生海马的主要神经元的毒性。海马区是记忆被处理的地方,海马神经元的丧失是阿尔茨海默病的一个典型症状。这些复合物可通过抗体(mc1)被检测出来,作为检测Tau蛋白病理变化的标准,这意味着它们与蛋白质的病理形式有一定的共同特征。

领导这项研究的博士生Nadine Ait Bouziad:“我们的目标是识别出与膜结合的序列和结构因素,以及这些复合物的形成,这样我们就可以制定策略来干扰它们的形成,并阻止它们的毒性。”

在与纽约的威尔康奈尔医学院的David Eliezer教授的合作中,研究人员使用核磁共振(NMR)来深入了解这些复合物的核心结构。这表明核心是由两个小的缩氨酸组成的,每一个都只有六种氨基酸。这些肽被称为PHF6PHF6,它们在推动Tau聚合和组装成纤维中扮演着重要的角色。它们的存在将蛋白/磷脂复合物与阿尔茨海默病的发展联系起来。

基于他们的发现,研究人员能够制造出突变的Tau蛋白。这种被引入的突变破坏了Tau与细胞膜的互动能力,但却没有干扰其形成纤维的能力。其背后的想法是,这种突变体可以用来分离这两个过程,这将使研究人员能够研究这些膜相互作用对主要神经元文化中Tau的功能、聚合和毒性的影响。这将是对Tau如何开始形成的更清晰的了解的第一步,如果我们要开发有效的治疗方法来抵消他们的毒性,这将是至关重要的。

Hilal Lashuel:“我们的发现指向了一种新型的Tau蛋白/磷脂复合物,它可能是一种膜依赖的机制,它控制着Tau的结构、低聚化、毒性,可能是神经元之间的正常和异常的交易。”“通过开发能够检测、破坏和/或针对这些复合物的工具,我们希望能够识别出新的策略来抑制阿尔茨海默症大脑中的Tau聚集、毒性和病理学的扩散。”

(选自《麦肯息讯》)

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