Nature：阿爾茲海默症研究突破！首次揭秘關鍵蛋白的原子結構

這項研究成果使科學家們首次觀察到這些有害沉積物在分子水平上的行為方式，並有助於開發出多種防止沉積物形成的新療法，並以此來應對阿茲海默症和其他的痴呆疾病。

美國印第安納大學的Bernardino Ghetti說：「這是非常重要的一步。Tau對於阿茲海默症和其他痴呆疾病的進程非常重要。在這項成果的幫助下，設計新型治療試劑的可能性大大提高了。」

在這項新研究中，英國醫學研究委員會劍橋分子生物學實驗室（MRC Laboratory of Molecular Biology，LMB）的研究人員從阿茲海默症患者的大腦中提取出纏結的tau蛋白纖維，並使用低溫電子顯微技術(cryo-EM)對其進行成像。

tau蛋白纖維

阿茲海默症與兩種異常蛋白質沉積物的形成有關，tau蛋白纖維形成於神經細胞內部，澱粉樣β蛋白形成於細胞外部 。

在健康的大腦中，tau蛋白起到穩定器的作用，但是當蛋白質出現缺陷後，tau蛋白會形成錯亂的蛋白纖維，從而妨礙大腦細胞之間的通信，導致神經退行性疾病和認知能力的衰退。

數十年來研究人員一直在研究tau蛋白在阿茲海默症中的作用，但是直到現在，人們從未如此近距離地觀察過tau蛋白纖維。低溫電子顯微成像技術提供了分子水平級別的細節，這或許意味著我們有了開發出靶向tau蛋白的新藥物機會。

英國阿茲海默症研究協會的Rosa Sancho說：「清理大腦中蛋白質團塊的藥物是科學家們的重要目標，但是為了直接作為於這些蛋白，藥物分子需要抓住並綁定到蛋白質表面。所以，弄清楚這種複雜蛋白質結構的精確形狀對於此類藥物的開發非常重要。」

雖然關注異常tau蛋白和澱粉樣β蛋白的作用方式的研究很多，但是現在尚不明確實驗室中組裝的人造樣本與實驗室中形成的結構存在多少差異。

幸虧有了從阿茲海默症患者腦部獲取的tau蛋白質結構，研究人員現在能夠從原子水平研究異常蛋白質纖維的行為方式。研究團隊說，對這些纏結的研究不僅僅使阿茲海默症的研究獲益。

LMB的神經科學家Michel Goedert說：「對於tau的研究來說，這是重要的一步，但其意義遠不止於此。在對所有疾病的研究中，這是科學家們首次獲得人類大腦樣本的高解析度結構。接下來的任務是利用這些信息研究神經退行性疾病的機制。」

在科學家們進行進一步的研究之前，我們還不能斷定這項發現到底意味著什麼，但是明確的是，這項成果是研究如何應對有害蛋白質團塊的轉折點，Ghetti認為這是最近四分之一個世紀中關於阿茲海默症研究的最偉大的發現之一。

也就是說，可能還需要數年甚至數十年才可能會有新的治療方法，但至少我們已經又向前邁進了一大步，而在此之前這是不可能的。

研究人員之一Sjors Scheres說：「就像在黑夜中打槍一樣，你仍然可能打中某些東西，但是如果你知道異常蛋白質結構的話，那麼會打得更精準。我們很興奮，這項研究為這個研究領域開闢了新的紀元。」

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