研究发现大脑疾病中导致蛋白质聚集的新机制

凯斯西储大学医学院(Case Western Reserve University School of Medicine)的一组研究人员在理解tau蛋白形成机制方面迈出了重要一步。tau蛋白是阿尔茨海默病和其他几种神经退行性疾病的标志。

他们的发现可能有助于更好地了解病理过程，并可能导致开发药物来治疗这种毁灭性的脑部疾病。

这项名为“液-液相分离条件下tau蛋白纤颤的调节机制”的研究发表在本周的《科学》杂志上美国国家科学院院刊。

该研究的资深作者是医学院生理学和生物物理学教授维托尔德·苏雷维奇(Witold Surewicz)。索洛米亚·博伊科，a研究生该研究得到了美国国家老龄化研究所(National Institute on Aging)的支持。

阿尔茨海默病的特点是大脑神经细胞死亡，导致进行性记忆丧失和认知能力下降。根据阿尔茨海默病协会的数据，美国有超过500万人患有阿尔茨海默病，预计到2050年这一数字将增加两倍。这种毁灭性的疾病无法治愈。

在阿尔茨海默病中，tau蛋白团块开始在大脑的神经细胞内形成。大脑中这些聚集体的积累被称为“神经原纤维缠结。"

类似的tau蛋白缠结在神经细胞中扩散，也与许多其他神经退行性疾病有关，这些疾病统称为“tau病”。这些疾病包括匹克氏病、额颞叶痴呆、进行性核上性麻痹和慢性创伤性脑病。

最近的研究表明，像其他一些蛋白质一样，tau可以经历液-液相分离，这一过程导致形成含有高浓度蛋白质的液体状液滴。这种现象，类似于油和水在混合时的分离，被认为对细胞的正常功能很重要。然而，在某些条件下，细胞内的这种分离也可能产生病理后果。

这项新研究在这两种现象——tau液-液相分离和缠结形成——之间建立了一个关键的联系，表明液滴的环境极大地促进了tau聚集成纤维状结构，类似于阿尔茨海默病患者的大脑中发现的结构。

研究人员还描述了这种现象的机制液-液相分离当tau蛋白的不同变体存在时，调节结块。特别是，作者表明，由于液滴的独特特性，较短、缓慢聚集的tau变体的存在抑制了较长、通常快速聚集的变体的聚集，减缓了缠结形成的整个过程。

这种新的调节机制可能在决定疾病的临床结果中发挥重要作用，因为这两种tau变体在大脑中的比例在不同的tau病变中存在很大差异。

例如，阿尔茨海默病通常以两种tau亚型的比例相等为特征，而进行性核上性麻痹和皮克病的原纤维缠结主要分别由较长和较短的变体组成。

“虽然目前的结果为病理tau蛋白团块的形成提供了令人兴奋的新见解蛋白质苏雷维奇说:“我们的研究仅限于在试管中进行纯化蛋白质的实验。下一步是在细胞和动物模型中验证这些发现疾病。"

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