在德国鲁尔大学(Ruhr University)医学蛋白质组学中心,Thorsten Müller博士领导的研究团队近日发表论文,揭示了阿尔茨海默病(Alzheimer's disease)患者大脑中异常蛋白沉积如何破坏神经细胞之间的信号传递。研究人员报告称,阿尔茨海默病患者大脑中的异常蛋白质沉积会干扰神经细胞间的通讯。在体外细胞培养实验中,研究人员改变了阿尔茨海默病相关蛋白APP(淀粉样蛋白前体蛋白)及其相关蛋白的表达水平,并分析这一操作如何影响细胞中其他蛋白质的变化。结果发现,APP的表达量与神经递质的生成密切相关,而神经递质是神经细胞间通讯所必需的关键分子。
蛋白质组学技术能够一次性分析细胞中所有蛋白质。淀粉样蛋白斑是阿尔茨海默病的典型病理特征,它们由APP的裂解产物组成,而APP在阿尔茨海默病患者大脑中过量表达。APP在健康人中的正常功能以及为何其异常堆积会扰乱大脑运作,目前仍不清楚。为了探究APP的功能,RUB研究人员建立了一种新型细胞模型,该细胞仅产生极低水平的APP。通过质谱分析,研究人员比较了低APP细胞与正常APP细胞中其他蛋白质的表达差异,发现APP的表达影响了超过2000种蛋白质的浓度。他们重点寻找在低APP细胞中浓度显著变化的特定分子。
研究发现,异常的APP能够抑制神经递质的生成。Thorsten Müller指出:“一个候选蛋白引起了我们的注意,即蛋氨酸腺苷转移酶II(MAT2A)。这种酶是神经递质生成的关键。低APP细胞中MAT2A的含量低于正常APP细胞。”为了确认APP与MAT2A之间的联系,研究小组分析了阿尔茨海默病患者和健康人的大脑组织样本,发现阿尔茨海默病患者组织中MAT2A的水平显著低于健康大脑样本。这一发现为理解阿尔茨海默病的发病机制提供了新线索,并可能为开发新的治疗策略奠定基础。