两种蛋白质之间的病理性相互作用在阿尔茨海默病的发展中起着关键作用,它触发了神经元杀伤性淀粉样β蛋白斑块的形成。现在,纽约大学医学院的一组科学家已经设计了一种方法,通过干预这些蛋白质的致命相互作用来减少淀粉样β蛋白的沉积。
研究人员希望通过减少或防止淀粉样β蛋白的聚集来减缓甚至阻止阿尔茨海默病的发展。这些沉积物是阿尔茨海默病的特征之一。尽管科学家们仍不确定斑块是否是疾病的初始触发因素,还是其结果,但这些聚集物可以在临床症状出现前的多年内出现。当痴呆症状显现时,斑块已经遍布大脑。
在一项新的动物研究中,纽约大学医学院的研究人员报告称,他们通过阻断一种名为载脂蛋白E(apo E)与淀粉样蛋白的相互作用,减少了小鼠大脑中有毒淀粉样蛋白的聚集量约50%。apo E作为一种生物伴侣,负责在大脑中运输胆固醇和脂肪。
研究团队由神经病学和精神病学助理教授马丁·萨多夫斯基(Martin Sadowski, M.D., Ph.D.)和神经病学、病理学及精神病学教授托马斯·维斯纽斯基(Thomas Wisniewski, M.D.)领导,他们创造了一种无毒的合成蛋白片段或肽,能够与apo E结合,阻止其与淀粉样蛋白结合。失去生化伴侣的淀粉样蛋白将无法形成致命的斑块。
在一系列转基因小鼠的研究中,该肽减少了大脑中的斑块数量以及大脑血管中的淀粉样蛋白量。根据研究结果,它并未导致动物大脑中明显的炎症或血管渗漏。最后,在另一组实验中,接受治疗的小鼠在放射臂迷宫中表现出没有记忆衰退,该迷宫评估动物的工作记忆。该肽能够穿越血脑屏障,并通过注射到动物腹部的方式给药。
这是首次以这种方式操控apo E,维斯纽斯基博士表示。该研究发表在2006年12月5日的《美国国家科学院院刊》上。
维斯纽斯基博士表示:“我们的方法为治疗开辟了一条全新的途径。大量数据表明,apo E在散发性阿尔茨海默病中非常重要。但直到现在,没有人真正解决如何操控其与淀粉样β蛋白的相互作用。”阿尔茨海默病在美国影响约460万人,这种毁灭性的神经退行性疾病最常见于“散发性”病例,即影响那些没有罕见基因突变的个体。
淀粉样β蛋白是一种形状变化的变色龙。它通常以无毒的线性氨基酸链形式存在。但当它转变为螺旋状并聚集成大脑中的斑块时,这种蛋白质就会成为神经元的杀手。
apo E在淀粉样蛋白的致命转变中扮演着关键角色。维斯纽斯基博士是最早描述apo E在淀粉样沉积中作用的科学家之一,他将这种脂蛋白称为“病理性伴侣”。淀粉样β蛋白上的一串氨基酸与apo E结合,这种致命的相互作用触发了淀粉样蛋白的转变。纽约大学的研究人员将淀粉样β蛋白上的氨基酸串联在一起,创造了他们的合成肽“模拟物”。
在最近发表在《科学》杂志上的一篇综述文章中,科学家们列举了几种正在探索的减少大脑中淀粉样蛋白的方法。其中最有前景的一种是抑制一种从较大蛋白质中剪切出淀粉样β蛋白的酶。然而,这种酶在体内发挥多种作用,抑制它可能会带来不良的全身性影响。此外,针对淀粉样β蛋白的疫苗也引发了担忧,一项疫苗的临床试验因6%的患者出现脑部炎症而被迫中止。此外,在阿尔茨海默动物模型和少数接受疫苗接种的个体的尸检研究中,疫苗接种可能导致大脑出血。
纽约大学的研究人员表示,他们对合成肽未在测试动物的大脑中引起炎症或出血感到鼓舞。“为了使这种肽能够用于人类,它需要像降胆固醇的他汀类药物一样长期服用,”萨多夫斯基博士表示,他的研究得到了保罗·B·比森老龄化职业发展奖的支持,该奖项由美国老龄研究联合会和国家老龄研究所共同资助。“我们正在进行的研究现在专注于将研究中使用的肽转化为可以临床使用的药物。它必须长期服用而不引起毒性。”