科学家们发现了一种此前未见的蛋白质相互作用,这种相互作用通过破坏大脑能量系统加速帕金森病的发展,为研究人员提供了一条有望从生物学根源上治疗该疾病而不仅仅是缓解症状的新途径。该发现将特定分子配对与线粒体损伤联系起来,线粒体是为神经元提供能量的结构,会引发一系列连锁反应,导致运动障碍、认知能力下降和慢性炎症。全球有超过1000万人患有帕金森病,其特征是大脑中多巴胺能神经元的逐渐丧失。虽然现有药物可以帮助控制震颤和僵硬,但没有一种能够阻止或逆转潜在的神经退行性变。新发现表明,细胞能量生产的中断可能比先前认为的更直接地推动疾病进展。
研究的核心是一种在帕金森病模型中异常活跃的蛋白质相互作用。在健康条件下,所涉及的蛋白质在调节细胞过程中发挥常规作用。然而,当它们以改变的方式结合时,会干扰线粒体功能,降低能量输出,并使神经元容易受到压力和死亡的影响。科学家报告称,这种相互作用就像一个分子开关,一旦疾病通路被启动,就会加剧损害。
研究人员利用先进的成像技术、生化分析和基因工具,追踪了这种相互作用如何破坏神经元内的能量平衡。实验室实验显示,受影响的脑细胞表现出线粒体碎片化、氧化应激升高和信号传导受损。这些变化反映了在帕金森病患者中观察到的标志性特征,加强了该机制具有临床相关性而非实验室假象的证据。
关键的是,研究团队不仅限于识别问题。他们开发了一种治疗策略,旨在阻止有害的蛋白质配对,同时不干扰蛋白质在身体其他部位的正常功能。该方法依赖于一种靶向分子,可以防止破坏性相互作用的形成,从而有效保护线粒体免受功能障碍。
在培养的神经元中进行的测试表明,经治疗的细胞维持了正常的能量水平,并在通常会杀死帕金森病受影响细胞的应激条件下存活下来。随后进行了动物研究,使用能够重现疾病关键特征的成熟模型,包括运动障碍和脑部炎症。接受干预的动物在运动协调和平衡方面表现出比未治疗对照组显著的改善。在评估记忆和学习的任务中,认知表现也有所提高,这些领域越来越被认为是帕金森病除了运动症状之外受到影响的区域。
同样重要的是神经炎症的减少。慢性炎症被认为会加剧帕金森病中的神经元损伤,形成加速衰退的反馈循环。通过保持线粒体健康,新治疗方法似乎抑制了炎症反应,表明对大脑环境具有更广泛的保护作用。
这些发现进一步支持了帕金森病研究日益转向疾病修饰策略的趋势。科学家们不再仅仅专注于多巴胺替代,而是越来越多地针对蛋白质错误折叠、线粒体功能障碍和免疫激活等过程。新发现的相互作用位于这些通路的交叉点,将能量损失与炎症和神经元死亡联系起来。
蛋白质联系为帕金森病治疗提供新方向
专家警告说,将此类发现转化为人类治疗需要时间。必须通过严格的临床试验评估安全性、剂量和长期影响。阻断蛋白质相互作用可能具有挑战性,因为蛋白质在不同组织中往往具有多种作用。参与这项工作的研究人员表示,他们方法的特异性令人鼓舞,因为它旨在仅破坏在疾病状态下出现的病理性结合。
更广泛的影响不仅限于帕金森病。线粒体功能障碍是包括阿尔茨海默病和肌萎缩侧索硬化症在内的多种神经退行性疾病的特征。如果在这些疾病中发现类似的蛋白质相互作用驱动能量衰竭,类似的策略可能在神经学领域广泛应用。
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