
(图片来源:J. STOUT/INDIANA UNIV)
数年前科学家发现阿尔兹海默病(即 老年痴呆)的病因是大脑β淀粉样蛋白沉积,但其发病机制仍不明确。近期一篇报道对这一课题进行了研究,并得出了结论。
阿尔兹海默病患者的大脑遍布斑块。这些斑块由一种蛋白碎片——β淀粉样蛋白(amyloid-beta, A-beta)形成的纤维沉积形成。另一种蛋白——tau蛋白缠结于患者大脑的神经细胞中。β淀粉样蛋白斑块与tau蛋白结是神经元死亡的信号。可溶的β淀粉样蛋白和tau蛋白是神经元死亡过程的重要指标,这一点学术界达成了一致,但究竟是哪种分子启动了神经元死亡的通路,研究人员对这一问题还莫衷一是。
夏洛茨维尔市(Charlottesville)弗吉尼亚大学的生物学家、神经学家George Bloom认为:这一问题悬而未决的主要原因是,研究人员大多都关注斑块与蛋白结节是怎样形成的,但到二者开始形成的阶段,阿尔兹海默病已经到了晚期,患者的大脑细胞已经无药可医。
Bloom课题组首次从疾病早期开始研究,重点关注β淀粉样蛋白和tau蛋白是如何导致神经元死亡的。
Bloom课题组发表于《细胞科学杂志》3月刊的文章指出,扭曲的A-beta激活tau蛋白,刺激大脑细胞分裂。而大脑细胞已经是不会分裂的成熟细胞,强行分裂将会是脑细胞撕裂自己的惨剧。
扭曲的A-beta相互结合可形成一种叫做寡聚体(oligomers)的小斑块。寡聚体可激活蛋白激酶,使得tau蛋白磷酸化,磷酸化tau蛋白直接导致脑细胞试图分裂。
脑细胞灭亡曲中也有其他“演奏者”。Bloom课题组发现mTOR在其中起到重要的调节作用,成果发表于美国细胞生物学会12月15日年会上。mTOR蛋白可调节细胞对营养物与饥饿状态的反应,调控细胞成分的回收利用,控制细胞生长、代谢与增殖。
该研究指出,tau蛋白与mTOR互相调节彼此的行为,二者频繁交流信息,防止神经元试图进入分裂状态。但A-beta寡聚体会破坏二者的平衡,“腐化”tau蛋白。没有mTOR的帮助,即使是A-beta寡聚体也无法使tau走入歧途。而tau蛋白一旦磷酸化,它将无需A-beta的刺激,但需与mTOR合作才能启动神经元分裂通路。换句话说,此三者联手启动阿尔兹海默病的发生。
费城宾夕法尼亚大学的细胞生物学家Erika Holzbaur说,Bloom的理论一经发表必将引起争论,尤其是对发病机制的细节。但是,“Bloom起码提供了看待这一问题的新角度。”如果Bloom对于mTOR参与阿尔兹海默病发病的理论正确,那么这一发现将给其他神经退行性疾病的研究提供启示。(翻译:杨宏 审稿:张文韬)
原文链接:https://www.sciencenews.org/search?st=article%20solving%20mystery%20alzheimer









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