Nature：阿尔兹海默症研究突破！首次揭秘关键蛋白的原子结构

转自：中国生物技术网

这是第一次！科学家揭示出了阿兹海默症的一种关键标志物——tau蛋白沉积物化学结构的高分辨率图像。tau蛋白与阿兹海默症和多种其他神经退行性疾病相关。该研究已发表在近日的《Nature》上（点击左下角阅读原文）。

这项研究成果使科学家们首次观察到这些有害沉积物在分子水平上的行为方式，并有助于开发出多种防止沉积物形成的新疗法，并以此来应对阿兹海默症和其他的痴呆疾病。

美国印第安纳大学的Bernardino Ghetti说：“这是非常重要的一步。Tau对于阿兹海默症和其他痴呆疾病的进程非常重要。在这项成果的帮助下，设计新型治疗试剂的可能性大大提高了。”

在这项新研究中，英国医学研究委员会剑桥分子生物学实验室（MRC Laboratory of Molecular Biology，LMB）的研究人员从阿兹海默症患者的大脑中提取出缠结的tau蛋白纤维，并使用低温电子显微技术(cryo-EM)对其进行成像。

tau蛋白纤维

阿兹海默症与两种异常蛋白质沉积物的形成有关，tau蛋白纤维形成于神经细胞内部，淀粉样β蛋白形成于细胞外部 。

在健康的大脑中，tau蛋白起到稳定器的作用，但是当蛋白质出现缺陷后，tau蛋白会形成错乱的蛋白纤维，从而妨碍大脑细胞之间的通信，导致神经退行性疾病和认知能力的衰退。

数十年来研究人员一直在研究tau蛋白在阿兹海默症中的作用，但是直到现在，人们从未如此近距离地观察过tau蛋白纤维。低温电子显微成像技术提供了分子水平级别的细节，这或许意味着我们有了开发出靶向tau蛋白的新药物机会。

英国阿兹海默症研究协会的Rosa Sancho说：“清理大脑中蛋白质团块的药物是科学家们的重要目标，但是为了直接作为于这些蛋白，药物分子需要抓住并绑定到蛋白质表面。所以，弄清楚这种复杂蛋白质结构的精确形状对于此类药物的开发非常重要。”

虽然关注异常tau蛋白和淀粉样β蛋白的作用方式的研究很多，但是现在尚不明确实验室中组装的人造样本与实验室中形成的结构存在多少差异。

幸亏有了从阿兹海默症患者脑部获取的tau蛋白质结构，研究人员现在能够从原子水平研究异常蛋白质纤维的行为方式。研究团队说，对这些缠结的研究不仅仅使阿兹海默症的研究获益。

LMB的神经科学家Michel Goedert说：“对于tau的研究来说，这是重要的一步，但其意义远不止于此。在对所有疾病的研究中，这是科学家们首次获得人类大脑样本的高解析度结构。接下来的任务是利用这些信息研究神经退行性疾病的机制。”

在科学家们进行进一步的研究之前，我们还不能断定这项发现到底意味着什么，但是明确的是，这项成果是研究如何应对有害蛋白质团块的转折点，Ghetti认为这是最近四分之一个世纪中关于阿兹海默症研究的最伟大的发现之一。

也就是说，可能还需要数年甚至数十年才可能会有新的治疗方法，但至少我们已经又向前迈进了一大步，而在此之前这是不可能的。

研究人员之一Sjors Scheres说：“就像在黑夜中打枪一样，你仍然可能打中某些东西，但是如果你知道异常蛋白质结构的话，那么会打得更精准。我们很兴奋，这项研究为这个研究领域开辟了新的纪元。”

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