科學家揭示了有關阿爾茨海默病發展的新見解
研究人員正在研究氧化壓力對多肽聚集的影響。儘管研究取得了重大進展,但包括阿爾茨海默氏症在內的許多與年齡有關的疾病的治療方法仍未找到。肽在大腦中的積累,即”結塊”,是阿爾茨海默病發展的一個理論。然而,壓力也被懷疑是該疾病的一個潛在誘因。
阿爾茨海默氏症是一種漸進的神經退行性疾病,影響記憶、思維和行為。它是癡呆症最常見的原因,癡呆症是認知能力下降並影響到日常生活的總稱。雖然目前還沒有治愈阿爾茨海默氏症的方法,但科學家們正在積極研究如何更好地理解和治療這種漸進式神經退行性疾病。
萊比錫大學、澳大利亞的莫納什大學、萊布尼茲表面工程研究所(IOM)和哥廷根大學合作研究了氧化細胞膜和肽聚集之間的關聯。他們的研究結果已經發表在《化學科學》雜誌上。
研究人員希望更好地了解體內的細胞膜如何影響肽的結構–這些是由氨基酸組成的分子–以及它們的聚集。為了做到這一點,他們使用了易於實驗控制的模型系統。
第一作者Torsten John博士,在萊比錫的Bernd Abel教授手下讀過博士,現在是美國麻省理工學院(MIT)的研究員,他解釋說。”體內壓力的影響之一是導致氧化過程,從而改變膜的化學成分。在我們的實驗中,我們比較了被氧化的膜與未被改變的膜的影響。”
氧化的模型膜對肽纖維的形成有不同的影響,由膜表面吸引力、肽電荷和肽結構特性驅動。資料來源:萊比錫大學
科學家們將生物物理實驗室實驗和計算機模擬相結合,以更好地理解肽的聚集。”計算機模擬,即分子動力學模擬,為膜和肽之間的相互作用機制提供了分子見解,”Abel教授解釋說。
人們已經知道,膜的組成在肽的聚集中起著重要作用。然而,醫學界對氧化膜的作用的研究卻很少。研究人員發現,不同的多肽之間的影響是不同的。研究的多肽之一(Aβ40),與阿爾茨海默病有關,在所有膜的存在下聚集得更快。相比之下,另一種肽(Uperin 3.5)的聚集在相同數量的氧化膜存在時被完全阻止。
Abel教授解釋說。”根據多肽的特性,包括它的電荷,它對膜的吸引會發生變化,從而影響的強度也會發生變化。如果肽積聚在膜表面,這將加速其組裝和聚集。然而,如果吸引力非常強,它們的結構變為螺旋狀,那麼它們就不能再聚集。”
科學家們特意為他們的研究選擇了聚集程度相似但來源不同的肽。眾所周知,Aβ40沉積在阿爾茨海默病患者的大腦中,而uperin 3.5是一種抗菌肽,首次在澳大利亞蟾蜍物種中發現。此前,由澳大利亞莫納什大學的Lisandra L. Martin教授領導的研究小組報告了神經退行性疾病中的肽聚集與肽的抗菌特性之間的可能聯繫。