阿尔茨海默病是一种进行性发展的致死性神经退行性疾病,临床表现为认知和记忆功能不断恶化,日常生活能力进行性减退,并有各种神经精神症状和行为障碍。目前科学家们公认阿尔茨海默病的主要发病机制是由于β-淀粉样蛋白异常聚集形成斑块,导致神经元纤维缠结和细胞死亡。然而,β-淀粉样蛋白如何引发神经毒性的具体分子机制仍不完全清楚。
近日,来自美国加州大学圣地亚哥分校的研究人员证实,β-淀粉样蛋白通过破坏一种关键的抗氧化蛋白——过氧化氢酶(catalase),加剧了氧化应激,从而推动疾病进展。研究论文发表在《生物化学杂志》(Journal of Biological Chemistry)上。
过氧化氢酶是细胞内重要的抗氧化酶,负责将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。此前研究已发现,在阿尔茨海默病患者脑内,过氧化氢酶会沉积在淀粉样蛋白斑块中,但其功能状态不明。本研究首次揭示了β-淀粉样蛋白与过氧化氢酶的直接相互作用,并证明这种结合损害了过氧化氢酶的活性,导致过氧化氢积累,引发氧化损伤。
论文第一作者、生物工程学学生Lila Habib在培养的神经细胞中加入β-淀粉样蛋白,发现过氧化氢酶活性显著下降,细胞内过氧化氢水平升高。当使用一种设计的小分子包被β-淀粉样蛋白,阻止其与过氧化氢酶结合时,过氧化氢酶活性得以恢复,过氧化氢水平回归正常。这种小分子是Jerry Yang实验室开发的一系列候选药物之一,旨在阻断β-淀粉样蛋白与多种蛋白的异常相互作用。
“我们不仅阐明了阿尔茨海默病的新机制,还开发了一种潜在的治疗策略,”化学系教授Jerry Yang表示。目前,该团队正在阿尔茨海默病小鼠模型中测试这种小分子的疗效。这一发现为针对氧化应激通路的阿尔茨海默病治疗提供了新方向。
(生物通:何嫱)