越來越多的研究證據表明,畸形和錯誤摺疊的α突觸核蛋白(帕金森疾病背後的「罪魁禍首」)能夠從腸道移動到大腦中,從而在大腦中擴散並聚集成為致命的塊狀結構—路易小體(Lewy bodies),隨著這些塊狀結構積累,其就會導致大腦細胞死亡。日前,一項刊登在國際雜誌Nano Today上的研究報告中,來自約翰霍普金斯大學醫學院等機構的科學家們通過研究開發了一種人工酶類,其能阻斷錯誤摺疊的α突觸核蛋白在大腦中的擴散,相關研究結果或有望幫助開發治療帕金森疾病的新型療法。
研究人員所開發的人工酶類擁有較強大的抗氧化特性,該酶是鉑和稱之為PtCu的銅的納米級組合產物,其抗氧化特性在很大程度上取決於該金屬組合的組成。Xiaobo Mao教授表示,活性氧所引起的氧化性應激是不可避免的,其會隨著機體年齡增長不斷增加,這是因為諸如機體中蛋白質降解等過程減緩所致。本文研究結果揭示了抗氧化劑的重要性,因為在帕金森疾病中,漂浮的活性氧自由基會促進錯誤摺疊的α突觸核蛋白的擴散,從而讓患者出現更為嚴重的症狀。
當注射到大腦後,這種納米酶類就能清除活性氧,吞噬這些活性氧並防止其對大腦中的神經元細胞產生損傷。這些納米酶類能模擬過氧化氫酶和超氧化物歧化酶,而這兩種酶類在機體中均存在,其能幫助分解機體所產生的活性氧;而添加新型納米酶類後就能夠增強機體的反應。文章中,研究人員利用了一種名為α突觸核蛋白原纖維模型的研究模型進行分析,該模型能夠複製患者的疾病表現,以及路易小體引發的疾病擴散和神經性退化。
研究者表示,我們開發的新型納米酶能夠降低α突觸核蛋白所誘發的病理學表現,並能抑制神經毒性的產生,除此之外還能降低機體的活性氧水平;這種納米酶能夠抑制α突觸核蛋白在細胞間的擴散和穿梭,以及從黑質到背側紋狀體的擴散,這兩個區域是中腦中影響機體運動和認知的兩個關鍵的大腦區域。研究人員最近才發現證據表明,α突觸核蛋白能沿著迷走神經從腸道擴散到大腦,後期研究人員希望進一步研究將相關研究結果聯繫起來深入分析,並開發出能靶向作用腸道的新型帕金森疾病療法。
最後研究者Mao說道,我們都知道,當直接注射到大腦中這種新型的納米酶類才能發揮作用,目前我們想知道是否當致病性的α突觸核蛋白從腸道跨越血腦屏障進入大腦後,這種納米酶能有效阻斷疾病的進展。當然這或許還需要後期更多的研究才能夠證實。
原始出處:
Yu-Qing Liu et al. Nanozyme scavenging ROS for prevention of pathologic α-synuclein transmission in Parkinson's disease, Nano Today (2020). DOI: 10.1016/j.nantod.2020.101027