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重磅!科学家阐明了阿尔兹海默病发生的分子起源

2017年9月9日 讯 --近日,来自弗吉尼亚联邦大学(Virginia Commonwealth University)的研究人员通过研究发现了引发阿尔兹海默病的分子起源,对大脑中存在的名为单体的分子进行深入分析或能帮助研究人员深入探究引发阿尔兹海默病的途径,当单体分子链不断堆叠在一起形成具有损伤性的非典型淀粉样原纤维时就会给患者带来麻烦。

图片来源:Virginia Commonwealth University

非典型淀粉样原纤维由包含40个氨基酸链的单体链组成,其在DNA转录及其它细胞过程发生中扮演着关键角色,对遗传性和非遗传性的阿尔兹海默病患者的大脑进行深入分析结果表明,携带两个附加氨基酸链的单体- Aβ42单体或能诱发患者出现更为严重的疾病。在家族性的阿尔兹海默病中,单体产生途径的突变或会诱发大量单体分子产生,目前研究人员并不清楚老年性的阿尔兹海默病如何影响大脑的健康。

研究者Michael Peters博士说道,在诸如癌症等疾病中,沿着链条我们往往能够发现一种或多种突变,这些突变会改变蛋白质的行为,而在阿尔兹海默病中,单体分子并不会发生突变,只是在非毒性的单体分子末端添加了两种天然氨基酸,这就会引发大麻烦。在健康大脑中,正常单体分子以特殊序列形成的淀粉样纤维常常会整齐地堆叠在一起,这就类似于楼梯一样,随着其慢慢堆叠原纤维就会慢慢削弱开始破碎跌落。

但这并不是Aβ42单体所制造的原纤维,其非常强壮,相比破碎断裂而言,这些单体分子能够持续堆叠直到其形成较长的弹性回路,当然了,这些原纤维也被认为能够诱发阿尔兹海默病,因为其能够入侵至神经元的细胞膜中,引发细胞死亡。这项研究中研究人员通过进行计算机分析确定了由Aβ42单体所组成的原纤维为何具有如此强的适应性,研究者发现了单体中两种额外的氨基酸能够诱发原纤维中特殊位点分子轻度改变,从而就能够使得单体分子紧密堆叠在一起促进适应性的发展。

目前研究人员正在根据当前研究结果来寻找新药,在不损伤大脑健康的前提下破坏由Aβ42单体所组成的原纤维的形成,研究者Peter表示,我们必须在不透水的血脑屏障中找到治疗性的分子来抑制原纤维的形成,同时还不会对机体产生毒性或者干预机体正常的功能,未来我们将会进行更为深入的研究继续深入探究引发阿尔兹海默病的分子机制。

参阅文献:

Researchers unlock the molecular origins of Alzheimer's disease

A "twist of fate" that is minuscule even on the molecular level may cause the development of Alzheimer's disease, VCU researchers have found.

Observations of molecules called monomers, which are present in the brain, have revealed valuable insights into the disease's pathway. Monomers resemble a chain in which each of the links is one of 20 amino acids, the building blocks of essential proteins. Problems arise when these monomer chains repeatedly stack on top of one another to form harmful atypical amyloid fibrils, which are long, string-like structures.

Typical amyloid fibrils are made from monomer chains that contain 40 amino acid links, and may have a role in DNA transcription and other cellular processes. A comprehensive look at the brains of familial (inherited) and senile (non-inherited) Alzheimer's sufferers shows that monomers with two additional links in the amino acid chain—called Aβ42 monomers—lead to the devastating disease, said Michael Peters, Ph.D., professor in the Department of Chemical and Life Science Engineering in the School of Engineering.

In cases of familial Alzheimer's, mutations in the monomer production pathway leads to the higher number of monomers. It is currently unknown how they develop in brains affected by senile Alzheimer's......

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