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研究人员首次识别出一种能够促进神经细胞内货物运输的肽，这一发现可能帮助科学家更好地理解神经细胞功能，并测试针对神经退行性疾病的潜在疗法。

布朗医学院的教授Elaine Bearer领导了这项研究，研究在马萨诸塞州伍兹霍尔的海洋生物实验室（MBL）进行，Bearer是达特学者和惠特曼研究员。该研究发表在《美国国家科学院院刊》的在线早期版中，研究表明，这种肽或蛋白质片段能够将生物材料附着到分子马达机械上，充当“邮政编码”，指引货物运输到突触。

该肽来源于淀粉样前体蛋白（APP），这是阿尔茨海默病患者大脑中斑块的主要成分。科学家们早已知道APP可以降解并形成这些斑块，且该蛋白的突变会导致阿尔茨海默病的早发。然而，迄今为止，关于APP在健康神经细胞中的功能却知之甚少。

这项研究还揭示了神经细胞内部复杂的运输系统。该运输系统对神经系统功能至关重要，将蛋白质和RNA从细胞体运输到神经元的细长轴突，再到突触，这是神经系统信息交换和存储的主要场所。没有这些重要的货物，神经元无法进行交流，记忆无法形成，学习无法进行，最终神经元会死亡。

Bearer表示：“这个神经运输系统极其重要，但直到现在，我们还不知道是什么将货物附着到马达上，并赋予其‘邮政编码’或地址以便运输。我们的研究表明，货物与马达的连接就像是一个短肽。”她补充道：“我们已经识别出第一个这样的分子调度员——来自阿尔茨海默蛋白APP的短肽。”

在布朗大学，Bearer研究通过单纯疱疹病毒（HSV）在神经元之间的运输，该病毒在细胞体和突触之间移动。在她的MBL实验室中，她通过将荧光标记的病毒注入鱿鱼的巨大轴突来研究运输的普遍机制。

鱿鱼除了是美味的海鲜外，其巨大的轴突或神经细胞纤维比普通人类轴突宽1000倍，使得观察和操作变得更加容易。75年来，鱿鱼帮助MBL的科学家揭示了重要的神经系统功能，例如神经细胞如何进行交流，蛋白质、细胞器和其他货物如何沿轴突运输，以及神经如何传导电流。由于所有生命形式都具有类似的基本细胞功能，科学家们可以将从简单系统（如鱿鱼）中学到的知识转化为对人类更复杂系统的理解。

Bearer实验室已经证明，APP在前向运输过程中与单纯疱疹病毒物理相关。在这项新研究中，Bearer希望测试APP是否能够介导这种运动。

在实验室中，Bearer和她的团队用荧光珠替代病毒，并用基于人类和鱿鱼APP序列的化学合成肽对其进行涂层。鱿鱼序列是通过MBL的鱿鱼基因组项目获得的，研究共同作者Joseph DeGiorgis参与了该项目。Bearer和她的团队将珠子注入鱿鱼轴突，然后通过显微镜观察。珠子会移动吗？如果会，它们会走哪条路径？最终会到达哪里？

经过对七种不同肽的测试，Bearer和她的团队发现，只有一种来自APP的短肽，称为APP-C，使珠子快速沿轴突移动到突触。Bearer表示，这一发现特别引人注目，因为在鱿鱼中发现的APP-C在人体、蠕虫和果蝇中几乎以相同的形式存在，这使得该肽在神经元及其他细胞内货物运输中可能发挥普遍作用。

该肽标签可以用于标记旨在修复因疾病或铅等毒素损伤的突触的蛋白质疗法。科学家们可以利用该标签作为研究工具，帮助他们更好地理解神经细胞运输。它还可能用于诊断研究，以确定运输是否受到痴呆的影响，以及追踪正常或异常的神经回路。

Bearer表示，研究结果指向APP运输作为阿尔茨海默病、亨廷顿病和其他因神经细胞运输破坏而特征化的疾病的潜在药物靶点。

“我们创建了一种蛋白质递送系统，可以用于各种基础实验研究以及测试生物医学疗法，”Bearer说。“这些可能性令人兴奋。”

研究团队还包括前布朗大学分子生物学、细胞生物学与生物化学系研究生Prasanna Satpute-Krishnan，前布朗大学研究生和现任MBL博士后研究员Joseph DeGiorgis，前布朗研究助理Michael Conley，以及布朗医学院学生Marcus Jang。

这项研究得到了国家神经疾病与中风研究所和国家普通医学科学研究所的资助。达特神经科学公司也通过MBL的达特神经科学学者项目对Bearer提供了财务支持。

海洋生物实验室是一个国际独立非营利机构，致力于通过生物、医学和环境科学领域的创造性研究和教育改善人类生活。成立于1888年的海洋生物实验室是西半球最古老的私人海洋实验室。有关更多信息，请访问 http://www.mbl.edu/

布朗医学院是罗德岛唯一的医学院，也是该州学术医疗企业的中心。作为常春藤联盟大学的一部分，医学院吸引了教学和临床护理领域的领导者，并与七家附属医院合作，每年获得近2亿美元的外部研究资金。布朗医学院的社区健康系在《美国新闻与世界报道》中排名全国第六，提供流行病学和生物统计学的全面研究生项目，以及公共卫生硕士学位。

联系人：Wendy Lawton

布朗大学