俄亥俄州立大学分子和细胞生物学系马继延教授领衔的研究小组在《Science》在线版上发表阮蛋白最新研究进展文章《Generating a Prion with Bacterially Expressed Recombinant Prion Protein》,解析阮蛋白的结构和致病机制。该研究首次在小鼠模型中证实,通过大肠杆菌表达的重组阮蛋白能够诱导典型的阮蛋白病神经症状,为理解哺乳动物(包括人类)阮蛋白感染疾病的分子机制奠定了重要基础。
阮蛋白(Prion)是一种正常存在于人体内的短链蛋白质,其本身无致病性。然而,一旦阮蛋白的构型发生改变,即折叠方式异常,就会形成具有致病性的蛋白质,引发致命的、传染性的海绵状病毒性脑病,俗称疯牛病。马继延教授团队利用大肠杆菌载体表达出小鼠的重组阮蛋白,该重组蛋白经过结构修饰后,与致病性阮蛋白一样具有凝聚性、耐阮酶以及自我延续性等关键特征。
为了检验该重组阮蛋白的致病性,研究小组将其注射到正常健康小鼠脑内。结果发现,在约130天后,小鼠表现出典型的阮蛋白感染神经症状,并在约150天后进入疾病终末期。对小鼠的临床症状及病理特征进行全面分析后,确认感染阮蛋白的小鼠表现出严重的神经退行性症状,且其脑组织对阮酶具有抵抗力,该疾病还具有传播性。这一结果首次在小鼠身上证实,致病性阮蛋白确实是由正常阮蛋白结构发生变化所引起。
文章作者还包括华东师范大学的Chong-Gang Yuan,以及俄亥俄州立大学的Fei Wang和Xinhe Wang。马继延博士目前是美国俄亥俄州立大学分子和细胞生物学系副教授,同时兼任华东师范大学生命科学学院生物医学学科教授。他主要从事疯牛病发病机理研究以及苯醌和维生素E的毒性及其对人类健康的影响,近年来以第一作者先后在《Science》、《JBC》等国际一流杂志发表文章十多篇。
关于马继延:马继延博士1996年在美国芝加哥伊利诺大学获得博士学位,2002年任美国俄亥俄州立大学助理教授,2003年任微生物所客座教授。他近年来主要从事朊病毒致病机理的研究,在《Science》、《PNAS》、《Nat. Cell Biol.》上发表了具有重要学术价值的朊病毒研究论文。朊病毒是一种新型的蛋白质感染因子,属于构象病,因PrPC发生构象变化转变成PrPSC所致。马继延博士研究表明:在胞质环境中能产生具有神经细胞毒性的PrPSC样构象蛋白,这一发现对于研究朊病毒疾病的产生具有重要意义。