新研究认为阿尔茨海默病可能并非仅由蛋白质斑块引起,而是源于脑细胞内部更深层的紊乱。科学家发现,一种关键蛋白质可能会干扰另一种蛋白质的正常功能,可能引发一连串的细胞功能障碍。图片来源:Shutterstock
一项新研究挑战了长期以来认为阿尔茨海默病主要由淀粉样斑块驱动的观点,而是指向神经元内部一种微妙但关键的竞争机制。
由加州大学河滨分校(University of California, Riverside)领导的新研究表明,阿尔茨海默病可能并非像人们普遍认为的那样,仅由大脑中斑块的积聚引起。相反,它可能源于一种蛋白质干扰另一种蛋白质的正常功能。
多年来,科学家一直将淀粉样蛋白β(a-beta)视为阿尔茨海默病的主要原因。这种蛋白质的聚集体通常在患者中被发现,而提高a-beta水平的基因突变已知会触发早发性阿尔茨海默病。
然而,数千项旨在清除a-beta的临床试验未能阻止或逆转该疾病。
研究人员还知道,另一种蛋白质tau会在阿尔茨海默病患者的脑中积聚。不过,tau和a-beta如何相互作用一直不确定。加州大学河滨分校化学教授、该研究主要作者Ryan Julian表示:"除了痴呆症状外,阿尔茨海默病的诊断还需要大脑中同时存在a-beta和tau的积聚。但许多实验室只关注其中一种的作用,而忽略了另一种。"
这项发表在《PNAS Nexus》上的新研究指出了这两种蛋白质之间的直接联系。
Tau在稳定微管(细胞内部的结构)方面发挥着关键作用。这些微小的管状结构就像运输通道,帮助在神经细胞中移动必需的分子。没有它们,神经元就无法传递生存和通信所需的物质。
神经元内部的竞争
研究团队发现,tau中与微管结合的部分与a-beta的大小和形状非常相似。这种相似性表明a-beta也可能附着在这些结构上。
为了测试这一点,研究人员用荧光标记物标记了a-beta。通过观察其运动和光信号的变化,他们能够检测到a-beta何时与微管结合。
结果显示,a-beta和tau以相似的强度附着在微管上。这意味着当a-beta在神经元内部积聚时,它可以将tau挤出原来的位置。
微管呈蓝色,tau用绿色表示,a-beta呈黄色。图片来源:Ryan Julian/UCR
Julian表示:"我们的研究表明,淀粉样蛋白β和tau在微管上竞争相同的结合位点,a-beta可以阻止tau正常发挥功能。"
这种干扰可能标志着疾病的开始。当tau被置换时,细胞的内部运输系统开始失效。同时,tau可能开始聚集并移动到神经元中它本不该存在的部分。
研究结果表明,a-beta和tau的积聚可能是疾病的结果,而非其原始原因。这一观点有助于解释早期理论中的漏洞。例如,在细胞外形成的斑块可能不会直接影响细胞内的tau或微管。
衰老、蛋白质清除与新线索
该模型也与脑内蛋白质回收系统随年龄增长而减慢的证据相符。自噬通常会清除细胞中的a-beta等蛋白质。当这一过程下降时,a-beta可能积聚并与tau竞争微管的访问权。
其他研究支持这一观点。一些研究表明,锂可能降低患阿尔茨海默病的风险,而早期工作表明锂有助于稳定微管。这表明强化这些结构可能限制a-beta的有害影响。
如果得到证实,这些发现可能会改变阿尔茨海默病的治疗方法。未来的治疗方法可能不再仅仅专注于清除蛋白质聚集体,而是旨在阻止a-beta干扰微管或提高细胞清除它的能力。
Julian表示,这项研究将许多先前互不相关的发现联系在了一起。
Julian说:"这一观点有助于理解许多先前看似无关的结果。它为我们提供了更清晰的图景,说明神经元内部可能出了什么问题,以及新治疗方法可能从何处开始。"
参考文献:"连接淀粉样蛋白β和tau的微管纽带:阿尔茨海默病根本原因的简单统一理论",作者Thomas A Shoff、Maxence Derbez-Morin、Peishan Cai和Ryan R Julian,发表于2026年3月17日,《PNAS Nexus》。
DOI: 10.1093/pnasnexus/pgag034
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