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帕金森病并不是一種朊病毒病,而是一種淀粉樣變性病2019-09-16 09:34來(lái)源:生物谷
帕金森病是一個(gè)日益嚴(yán)重的全球健康問(wèn)題,影響著全球的老齡化人口。日本的人口老齡化速度超過(guò)地球上的任何其他人口,這一因素加快了該國(guó)對(duì)幾種神經(jīng)退行性疾病的研究。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(EHO)的數(shù)據(jù),全球有1000多萬(wàn)人患有帕金森病。 近年來(lái),神經(jīng)科學(xué)家一直在爭(zhēng)論朊病毒樣活性是否會(huì)損害帕金森病患者的大腦。然而,在一項(xiàng)新的研究中,在經(jīng)過(guò)詳盡分析后,日本研究人員報(bào)道沒(méi)有證據(jù)表明錯(cuò)誤折疊的可傳播的蛋白持續(xù)存在于帕金森病中。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2019年9月3日的PNAS期刊上,論文標(biāo)題為“Parkinson’s disease is a type of amyloidosis featuring accumulation of amyloid fibrils of α-synuclein”。 在帕金森病患者的大腦黑質(zhì)(Substantia nigra)區(qū)域中,對(duì)α-突觸核蛋白的免疫組化分析顯示對(duì)神經(jīng)內(nèi)路易氏體的陽(yáng)性染色(棕色),圖片來(lái)自Wikipedia。 所有蛋白都折疊成決定功能的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。朊病毒(prion)是錯(cuò)誤折疊的可傳播的蛋白,它們會(huì)破壞神經(jīng)組織,并且是幾種影響人類和動(dòng)物的災(zāi)難性但罕見(jiàn)的疾病---海綿狀腦病(spongiform encephalopathies)---的原因。克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob)、吉斯特曼-施特勞斯綜合征(Gerstmann-Straussler -Scheinker syndrome)和庫(kù)魯病(kuru)是由朊病毒引起的人類退行性腦病的例子。在動(dòng)物中,羊搔癢癥和牛海綿狀腦病(稱為瘋牛病)都是朊病毒病。 在健康人群中,錯(cuò)誤折疊蛋白被細(xì)胞丟棄并被分解成它們各自的氨基酸。朊病毒是致命性的,這是因?yàn)樗鼈兙哂袀魅疽蜃拥奶卣鳎谡麄€(gè)健康組織中傳播,并誘導(dǎo)先前正常蛋白發(fā)生錯(cuò)誤折疊。 在帕金森病中,一些科學(xué)家已經(jīng)提出朊病毒樣機(jī)制有助于驅(qū)動(dòng)與這種疾病相關(guān)的神經(jīng)退行性過(guò)程。但是,在這項(xiàng)新的研究中,在日本大阪大學(xué)醫(yī)學(xué)研究院的研究員Katsuya Araki博士的領(lǐng)導(dǎo)下,來(lái)自日本多個(gè)研究中心的一個(gè)龐大的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在來(lái)自帕金森病患者的尸檢人腦的微束X射線衍射分析后,發(fā)現(xiàn)不存在朊病毒樣活性的跡象。這一發(fā)現(xiàn)表明不支持針對(duì)帕金森病提出的朊病毒假說(shuō)。 這些研究人員研究了來(lái)自帕金森病患者的各種樣本。帕金森病是一種與中樞神經(jīng)系統(tǒng)有關(guān)的進(jìn)行性年齡相關(guān)疾病。這種疾病的特征為震顫、肌肉僵硬和步態(tài)遲緩。帕金森病的進(jìn)一步特征是大腦基底神經(jīng)節(jié)的退化和重要的神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺的缺乏。此外,同樣重要的一個(gè)特征是α-突觸核蛋白的聚集物。在帕金森病中,α-突觸核蛋白聚集在一起而形成一種稱為路易氏體的結(jié)構(gòu)。這些損傷組織的結(jié)構(gòu)與腦細(xì)胞死亡有關(guān)。 Araki及其同事們?cè)谶@篇論文中寫道,“近期據(jù)報(bào)道,α-突觸核蛋白和交叉β結(jié)構(gòu)的聚集物能夠以類似朊病毒的方式在大腦中傳播。然而,仍然沒(méi)有證據(jù)表明這種傳播發(fā)生在患者的大腦中。” 根據(jù)體外研究和動(dòng)物研究,雖然α-突觸核蛋白在健康的大腦中大量存在并且存在于身體的其他部位,但它被認(rèn)為在帕金森病中發(fā)生錯(cuò)誤折疊。這些發(fā)現(xiàn)讓一些神經(jīng)生物學(xué)家提出了朊病毒樣機(jī)制。近年來(lái)的動(dòng)物研究增加了α-突觸核蛋白可能具有朊病毒樣活性的可能性,但從未有過(guò)明確的證據(jù)。 2012年,美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)神經(jīng)生物學(xué)家Virginia Lee將形狀異常的合成α-突觸核蛋白注射到正常小鼠的大腦中,不僅觀察到帕金森病的關(guān)鍵特征出現(xiàn),而且還觀察到癥狀隨著時(shí)間的推移而惡化。Lee得出結(jié)論,這種疾病是由錯(cuò)誤折疊的α-突觸核蛋白在神經(jīng)細(xì)胞之間傳播導(dǎo)致的。 Araki和來(lái)自日本六家研究機(jī)構(gòu)的研究人員尋求另一條路線。通過(guò)使用微束X射線衍射來(lái)研究樣本,這些研究人員有一種技術(shù)手段來(lái)揭示結(jié)構(gòu)和病理學(xué)之間的關(guān)聯(lián)性,然而這種技術(shù)沒(méi)有產(chǎn)生表明α-突觸核蛋白已在細(xì)胞之間傳播的證據(jù)。 隨著微束X射線衍射研究的開展,人們對(duì)各種類型的蛋白錯(cuò)誤折疊現(xiàn)象有了更深入的認(rèn)識(shí),這已成為研究多種疾病病理的一種選擇方法。這種技術(shù)揭示了沒(méi)有朊病毒樣活性的蛋白錯(cuò)誤折疊與其他幾種疾病(包括白內(nèi)障、II型糖尿病和阿爾茨海默病)相關(guān)。 作為這項(xiàng)新研究的結(jié)果,這些研究人員得出結(jié)論,帕金森病具有與阿爾茨海默病相同的特征,其中在阿爾茨海默病中存在淀粉樣蛋白組成的膠狀斑塊。Araki及其同事們寫道,“我們的發(fā)現(xiàn)支持帕金森病是一種淀粉樣變性病(amyloidosis)的概念,這是一種以α-突觸核蛋白淀粉樣原纖維聚集為特征的疾病。”  近年來(lái)的許多研究對(duì)帕金森病潛在的有害機(jī)制提出了各種各樣的科學(xué)問(wèn)題,包括十多年前出現(xiàn)的朊病毒假說(shuō)。除此之外,其他科學(xué)家已探索了腸道微生物組的改變是否會(huì)影響在大腦中發(fā)生的帕金森病。 |