原創 Insulindian 果殼
如何治療阿爾茲海默症？科學家發現了一種新方法，他們讓「興奮性突觸」在腦中新生，極大程度地緩解了生病小鼠的症狀。
突觸傳遞大腦信號
大腦中的神經信號，需要通過突觸進行傳遞。突觸是神經系統的基本功能單位，通常由突觸前膜、突觸間隙和突觸後膜構成。突觸前膜釋放一類被稱為「遞質」的化學物質，遞質與突觸後膜上的受體結合，從而將信號從一個神經元傳遞給下一個神經元。
神經遞質（黃色）從突觸前膜釋放，經過突觸間隙之後，與突觸後膜上的受體（藍紫色）結合 | scientificanimations.com
突觸有兩個重要的類型：興奮性突觸和抑制性突觸。興奮性突觸可以使神經元被激活，抑制性突觸則相反。突觸的數量和狀態並非穩定不變，它們在不斷地生成和消亡，這兩種突觸的平衡決定了大腦能夠擁有正常的學習、記憶等能力。
很多神經疾病都伴隨著兩種突觸失衡的情形，如阿爾茲海默症、自閉症、精神分裂症等等。阿爾茲海默症中，就有興奮性突觸大量減少的現象；如果能夠讓興奮性突觸重新產生，是不是就可以緩解這種神經退化疾病的症狀了？
給突觸搭個橋
突觸的形成和功能維持，需要一些存在於突觸間隙的支架蛋白參與其中，比如 NP1 蛋白和 Cbln1 蛋白。在興奮性突觸中，NP1 蛋白會與突觸後膜上的受體相互作用，參與神經遞質的傳遞過程；Cbln1 蛋白則能與突觸前膜的外伸蛋白相連，誘導形成前膜所在的結構。
合成的CPTX（藍色）可以給突觸搭一座橋 | 參考文獻[1]；漢化：Insulindian
也就是說，Cbln1 蛋白和 NP1 蛋白分別能與突觸前膜和突觸後膜相作用。如果將這兩個蛋白各自發揮功能的結構域連接起來，那就像給突觸搭了一座橋梁——其中，Cbln1 的部分可以誘發突觸前結構形成，並與突觸前膜相連；NP1 的部分則與後膜上的受體相連，誘導產生完整的突觸後膜。這樣連接之後，相當於產生了新的興奮性突觸，並能使其穩定不易消亡，具有正常的功能。
通過合成生物學的方法，研究者用 Cbln1 和 NP1 的功能結構域合成了這樣的蛋白，並將其命名為 CPTX。
生病小鼠得到恢復
研究者首先在體外培養的神經元細胞上測試了 CPTX 的效果，發現相比空白對照和只加入 Cbln1，加入 CPTX 可以誘導產生更多新的興奮性突觸。
對於患有阿爾茲海默症的小鼠，在與記憶形成相關的海馬腦區中注射 CPTX，小鼠海馬神經元的突觸數量恢復到了正常水平；記錄神經元的電活動發現，注射 CPTX 的小鼠，其海馬神經元有更多興奮性的反應，這說明 CPTX 確實誘導新生了很多功能正常的興奮性突觸。另外，在空間記憶測試和場景恐懼記憶測試中，注射過 CPTX 的小鼠也有了更好的表現，這說明它們的學習記憶能力得到了改善。
注射CPTX後，小鼠的運動能力得到改善 | 參考文獻[1]
除此之外，研究者還使用了脊髓損傷的小鼠進行實驗，這種小鼠的脊髓被剪斷了一半。注射 CPTX 之後，這些小鼠產生了新的興奮性突觸；而且，單次注射之後，小鼠的運動能力在超過 7 周的時間內都得到了很大程度的恢復。
這項研究發表於最近的《科學》雜誌上。這是首次使用人工合成的蛋白質，實現了對阿爾茲海默症小鼠症狀的緩解。這種設計思路在藥物開發中可能具有巨大潛力，不過距離真正的臨床應用還非常遙遠。
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參考文獻
[1] Suzuki K, Elegheert J, Song I, et al. A synthetic synaptic organizer protein restores glutamatergic neuronal circuits[J]. Science, 2020, 369(6507).
[2] Dejanovic B, Huntley M A, De Maziere A, et al. Changes in the Synaptic Proteome in Tauopathy and Rescue of Tau-Induced Synapse Loss by C1q Antibodies.[J]. Neuron, 2018, 100(6).
作者：Insulindian
原標題：《治療阿爾茲海默症 ，Science研究揭示新思路：給神經突觸搭橋》
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