瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)的分子药理学教授Ursula Quitterer领导的研究团队,经过近二十年的不懈努力,发现了一种新的阿尔茨海默病触发机制,并开发出一种能够阻断该过程的实验性化合物。这项突破性成果近日发表在《Cell Reports Medicine》上。
从脑组织样本到关键蛋白
研究始于约20年前,当时Quitterer教授从开罗艾因夏姆斯大学医院的一位同事处获得了脑组织样本。这些样本来自肿瘤手术患者,包括痴呆症患者和认知正常个体。这些样本启动了对一种名为GRK2的调节蛋白的深入研究。GRK2在全身多个器官中发挥重要作用,帮助细胞响应信号并适应压力,在心脏和大脑中尤其活跃,支持健康的神经细胞功能。
利用人类脑组织和阿尔茨海默病小鼠模型,ETH Zurich团队发现GRK2可能是痴呆症的主要贡献者。GRK2在细胞内存在两种形式:一种功能正常,另一种则通过细胞过程失活。研究人员发现,失活形式的GRK2在痴呆症患者大脑中大量积累,类似模式也在表现出阿尔茨海默病样症状的小鼠中被观察到。
失活GRK2的破坏性循环
进一步实验揭示,失活GRK2分子在神经细胞内聚集,形成团块并附着于线粒体——细胞的“能量工厂”。Quitterer教授解释道:“GRK2聚集体阻塞线粒体孔道,减少其能量供应,导致细胞内应激状态。”同时,失活GRK2似乎还增加β-淀粉样蛋白的产生,这种蛋白片段与阿尔茨海默病密切相关。由此形成一个破坏性循环:β-淀粉样蛋白对神经细胞施加额外压力,促使更多GRK2失活并聚集,从而加速疾病进程。
Compound 10:打破恶性循环
为中断这一循环,研究团队在细胞培养和小鼠中设计并测试了多种实验性化合物。其中,代号为“Compound 10”的化合物效果最为显著。该化合物能阻止GRK2分子形成有害聚集体,使线粒体更有效地工作。结果,β-淀粉样蛋白沉积减少,神经细胞保持更健康状态,细胞死亡速度减缓。值得注意的是,Compound 10的益处不仅限于大脑:在小鼠中,它还改善了心脏功能,并影响衰老相关变化,例如治疗组动物随着年龄增长长出更少的灰白毛发。
漫长的研究之路
研究团队已完成基础研究阶段,并为Compound 10申请了专利。Quitterer教授指出,研究耗时近20年的原因之一是阿尔茨海默病研究的固有特性:“因为阿尔茨海默病是一种与年龄相关的疾病,我们使用老年小鼠(通常1.5至2岁),每个实验都需要相当长的时间才能得出有意义的结论,然后才能开始下一阶段研究。这比癌症研究慢得多。”
新靶点与新希望
ETH Zurich和研究人员目前正在寻找有意将Compound 10推进至药物开发阶段的公司。Quitterer教授强调:“阿尔茨海默病是一种非常复杂的疾病。现有药物无法治愈,最多只能延缓病程数月。因此,我们识别出GRK2这一新靶点蛋白,以及通过GRK2发挥作用、机制不同于现有药物的活性成分,意义重大。”尽管该化合物在人体试验前仍需大量研究,但这一发现为新的治疗策略打开了大门。研究人员认为,将Compound 10与现有阿尔茨海默病药物联合使用,最终可能为患者带来更大益处,改善生活质量。
