最近,美國加州大學河濱分校的一個研究團隊在阿爾茨海默氏症患者的大腦中發現了溶酶體,這或許可以解釋與這種疾病相關的各種病理。相關論文發表在美國化學學會的期刊《ACS中心科學》上。
溶酶體是細胞內充當「垃圾桶」的細胞器。代謝後的蛋白質和脂質會被送到溶酶體,分解成它們的基礎構成模塊,再被運送回細胞,形成新的蛋白質和脂質。為了維持正常的功能,蛋白質的合成是通過蛋白質的降解來實現平衡的。
然而,溶酶體有一個弱點,如果進入其中的物質無法分解成小塊,那麼它們就不能離開溶酶體。當細胞發現溶酶體無法正常工作就會「儲存」它,這意味著細胞會將溶酶體推到一邊,並且製造一個新的。如果新的溶酶體也出現問題,該過程就會重複,導致細胞內出現溶酶體貯積。
該研究團隊負責人瑞安·R·朱利安教授說:「溶酶體貯積障礙患者和老年痴呆症患者的大腦在溶酶體貯積方面的問題是相似的。但溶酶體貯積障礙的症狀會在人們出生後幾周內出現,而且通常在幾年內就會致命。阿爾茨海默氏症患者的溶酶體貯積多發生在晚年,因此兩者的時間框架完全不同。」
「隨著年齡的增長,這種蛋白質的問題會越來越多,這可能是老年痴呆症患者體內溶酶體貯積的原因。」朱利安說,這些變化發生在構成蛋白質的胺基酸的基本結構中,這相當於翻轉胺基酸的旋向性,胺基酸會自發地獲得其原始結構的鏡像結構。
「這樣分解蛋白質的酶就無法正常工作,因為它們無法抓住蛋白質,這就像是把左手手套戴在右手上。」朱利安表示,這種結構變化可以發生在β—澱粉樣蛋白和tau蛋白中,而這兩種蛋白都與阿爾茨海默氏症有關。
朱利安說:「人們早就知道這些變化發生在長壽的蛋白質中,但從來沒有人研究過這些變化是否能阻止溶酶體分解蛋白質。防止這種情況發生的一種方法是回收利用這些蛋白質,這樣它們就不會停留太久,也無法出現這些化學變化。但是,目前還沒有藥物可以刺激這種被稱為自噬的循環過程來用於阿爾茨海默氏症的治療。」(邱成剛)
相關論文信息:
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.9b00369
《中國科學報》 (2019-09-09 第5版 醫藥健康)