最近的一項研究揭示了帕金森病是如何在整個大腦中擴散的。根據威爾康奈爾醫學院科學家領導的一項最新研究，蛋白質α-突觸核蛋白的聚集物通過一個細胞廢物排出過程在帕金森病患者的大腦中擴散。

在這個被稱為溶酶體外滲的過程中，神經元釋放出不能被分解和回收的蛋白質廢物。最近發表在《自然-通訊》雜誌上的這一啟示可能會解決有關帕金森病的一個謎團，並帶來治療或預防這種神經疾病的新技術。

該研究的資深作者、威爾康奈爾醫學院費爾家族腦與心智研究所和阿佩爾阿爾茨海默病研究所的神經科學助理教授馬努-夏爾馬博士說：”我們的結果還表明，溶酶體外滲可能是處理神經元聚集和抗降解蛋白質的一種普遍機制，在正常、健康的情況下和在神經退行性疾病中都是如此。”

帕金森病是一種神經系統疾病，其特點是神經元以一定的模式喪失，在大腦中蔓延，通常在幾十年內展開。該病因產生手部震顫、肌肉僵硬、步態變慢和其他運動障礙而最為人所知。然而，它影響到廣泛的大腦區域，導致各種症狀，包括晚期的癡呆症。截至2022年，帕金森病在美國影響了大約100萬人。由於專家們仍然不完全了解病情是如何發展的，目前可用的治療方法只能緩解一些運動異常，但不能阻止疾病的繼續發展。

體外14天和49天時的培養物。圖像來源: Sharma Lab

在過去幾十年的帕金森病研究中出現的一個重要發現是，該疾病中神經元的死亡是隨著大腦內α-突觸核蛋白（一種神經元蛋白）的異常聚集物的擴散而發生的。這種擴散是一個類似感染的連鎖反應過程，其中聚集物誘使正常的α-突觸核蛋白加入它們，並隨著它們的增大而斷裂成更小的聚集物繼續傳播。在小鼠和非人類靈長類動物中的實驗表明，將這些聚集物注入大腦可以啟動這種傳播，以及一些類似帕金森病的神經變性。但神經元如何將它們傳遞給其他神經元的細節，一直沒有得到很好的理解。

在這項研究中，Sharma博士和他的團隊，包括共同第一作者Ying Xue Xie（威爾康奈爾醫學院研究生院的博士生），通過對帕金森病小鼠模型的詳細研究表明，α-突觸核蛋白聚集物能夠擴散並導致起源於神經元內的神經退行性。他們發現，這些聚集物然後積聚在細胞中被稱為溶酶體的膠囊狀廢物箱內。

溶酶體含有酶，可以分解或”裂解”蛋白質和其他分子廢物，使之成為它們的組成部分，基本上是消化和回收它們。但研究人員發現有證據表明，α-突觸核蛋白的聚集物，即用緊密的紐帶編織在一起的被稱為”澱粉樣”的分層結構，在溶酶體內並沒有被很好地分解；相反，他們經常被發現簡單地從其起源的神經元中甩出。在這個過程中溶酶體移動到細胞膜上並與之融合，因此溶酶體內容物被原封不動地排放到細胞周圍的液體中。這一發現有助於解決該領域的一個爭論激烈的問題。

研究人員還在進一步的實驗中表明，通過降低溶酶體的外滲速度，他們可以明顯減少可擴散的聚集物的濃度。夏爾馬博士說，這表明未來治療帕金森病的方法。

他說：”我們還不知道細節，但是如果神經元將這些聚集物保持在溶酶體內，可能會更好，甚至從長遠來看。我們在一些遺傳性疾病中看到了類似的溶酶體功能損害，但這些並不一定會導致帕金森病的程度。”

夏爾馬博士強調，先前的研究，包括基因研究不僅將溶酶體異常與帕金森病聯繫起來，而且還與許多其他神經退行性疾病聯繫起來。這暗示溶酶體外滲可能是這些疾病中蛋白質聚集擴散的一般機制–並可能是治療和預防的一般目標。

他和他的團隊目前正在對溶酶體在阿爾茨海默病中的作用進行後續研究。