2016年6月7日

老年痴呆症的蛋白质可能具有天然抗生素作用

乍看上去

  • β-淀粉样蛋白是一种与阿尔茨海默氏病有关的蛋白质,似乎有助于保护小鼠和蠕虫免受细菌或真菌的感染。
  • 结果表明,阿尔茨海默氏病可能是由某些感染引起的。
  • 如果得到证实,这些发现可能会导致预防该疾病的新方法。
鼠脑中沙门氏菌和β-淀粉样蛋白的电子显微镜照片。 小鼠大脑中细菌细胞(绿色)嵌入β-淀粉样蛋白(红色)中。它们之间的重叠显示为黄色。 Moir和Tanzi实验室,Sci Transl Med。

阿尔茨海默氏病是一种进行性神经退行性疾病,会损害健康的脑细胞。它会使大脑的神经细胞失去功能,无法相互交流,最终死亡。随着时间的流逝,此过程会破坏记忆,导致性格改变,并使日常活动变得困难。

阿尔茨海默氏病的主要标志之一是在神经细胞之间发现的淀粉样斑块。这些斑块由称为β-淀粉样蛋白的小蛋白质链以及其他蛋白质和神经细胞碎片组成。据信β-淀粉样蛋白是由淀粉样蛋白前体蛋白(APP)的异常加工引起的。 β-淀粉样蛋白的生物学目的尚不清楚。

β-淀粉样蛋白的某些特征类似于称为抗菌肽或AMP的免疫分子家族。 Drs。博士领导的团队。马萨诸塞州总医院和哈佛医学院的Robert Moir和Rudolph Tanzi调查了β-淀粉样蛋白是否也可能具有抗菌特性。这项研究部分由美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID)资助。结果发表在 科学转化医学 在2016年5月25日。

该研究小组比较了细菌淀粉在含有过多或没有β淀粉样蛋白的转基因小鼠的大脑中如何发展。 β-淀粉样蛋白过多的小鼠存活时间比对照组长,并且大脑中的细菌更少。缺乏β-淀粉样蛋白的小鼠(通过APP的基因去除)死于感染。

β-淀粉样蛋白也显示出保护作用 秀丽隐杆线虫 经过基因改造以表达人类β-淀粉样蛋白的蠕虫。这些蠕虫在感染了 白色念珠菌 菌。当被改变以产生更多的β-淀粉样蛋白时,感染了这种真菌的培养的人类脑细胞也具有更高的存活率。

真菌细胞的实验表明,β-淀粉样蛋白被破坏 念珠菌属直接粘附于宿主细胞的能力,这是感染所必需的机制。在β-淀粉样蛋白的存在下,微生物也聚集在一起。两种作用都与抗菌肽相似。进一步的工作揭示了与AMP活性的其他相似之处。

电子显微镜显示微生物被缠在从真菌细胞表面延伸的β-淀粉样蛋白纤维中,表明β-淀粉样蛋白有诱捕作用。对感染细菌的小鼠大脑的电子显微镜检查还表明,这些微生物被包埋在β-淀粉样蛋白纤维中。作者提出,β-淀粉样蛋白在阿尔茨海默氏病中的作用可能是由于正常免疫系统活性的失调而不是先前认为的APP异常加工引起的。

“我们的发现提出了一个有趣的可能性,即当大脑认为自己受到入侵的病原体的攻击时,就会出现阿尔茨海默氏病,尽管还需要进一步的研究以确定是否涉及真正的感染,”莫尔说。 “如果得到验证,我们的数据还保证需要谨慎对待旨在彻底清除β-淀粉样蛋白斑块的疗法。以淀粉样蛋白为基础的疗法旨在减少大脑中的β-淀粉样蛋白,而不是清除它们,可能是一个更好的策略。”

-作者Tianna Hicklin博士

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参考文献: 淀粉样蛋白-β肽可预防阿尔茨海默氏病小鼠和蠕虫模型中的微生物感染。 Kumar DK,Choi SH,Washicosky KJ,Eimer WA,Tucker S,Ghofrani J,Lefkowitz A,McColl G,Goldstein LE,Tanzi RE,Moir RD。 科学翻译医学。 2016五月25; 8(340):340ra72。 doi:10.1126 / scitranslmed.aaf1059。 PMID:27225182。

资金: 美国国立卫生研究院国家过敏和传染病研究所(NIAID);治愈阿尔茨海默氏症基金会;和赫尔姆斯利慈善信托基金会。