瑞士聯(lián)邦材料試驗和科研研究所(Empa)的研究員 Peter Nirmalraj 希望以前所未有的精度對蛋白質(zhì)進行成像,從而深入了解阿爾茨海默病的分子發(fā)病機制。這應(yīng)該為通過簡單的血液檢測及早診斷失智癥鋪平道路。與來自 Kantonsspital St．Gallen 的神經(jīng)科醫(yī)生一起,一項成功的試點研究現(xiàn)已完成。

瑞士聯(lián)邦材料試驗和科研研究所官網(wǎng)9月24日消息

如果懷疑患有阿爾茨海默病,患者必須為漫長而復(fù)雜的程序做好準備,直到情況明朗為止。來自Empa和圣加倫州醫(yī)院的一個團隊目前正在開發(fā)一種血液測試,該測試將能夠使用原子力顯微鏡(AFM)進行可靠的診斷。研究人員最近在《科學(xué)進展》(Science Advances)雜志上發(fā)表了一項成功的初步研究的首批結(jié)果。

研究于2021年9月24日發(fā)表在《Science Advances》(最新影響因子:14．136)雜志上

對分子宇宙的深入研究

一開始,物理學(xué)家 Peter Nirmalraj 希望了解阿爾茨海默病的分子發(fā)病機制,以便為診斷和治療提供新的方法。下一步將破譯與神經(jīng)退行性疾病相關(guān)的β-淀粉樣肽和tau蛋白的確切作用。因此,Nirmalraj 不僅要檢測可疑蛋白質(zhì)的存在,還要確定它們的可變形狀和形式以及數(shù)量。

Peter Nirmalraj用原子力顯微鏡分析血樣

目前的方法允許測定體液中兩種蛋白質(zhì)的總量。然而,這些技術(shù)不允許可視化蛋白質(zhì)積累的形狀和條件的差異。因此,研究人員正在研究一種技術(shù),既能在血液中進行納米級的觀察,又不會破壞蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和形態(tài)。

目前,Nirmalraj 與圣加侖州醫(yī)院的神經(jīng)科醫(yī)生一起成功完成了一項初步研究。在他們的初步研究中,他檢查了50名患者和16名健康受試者的血液樣本。使用AFM技術(shù),Empa 的研究人員分析了每個人大約1000個紅細胞的表面,而不知道他們的健康狀況�！斑@是確保對數(shù)據(jù)的解釋保持客觀的唯一方法,” Nirmalraj 說。

當記憶與認知下降時蛋白質(zhì)會聚集在紅細胞的表面

以蛋白質(zhì)纖維為指標

Empa的研究人員測量了血細胞上蛋白質(zhì)積累的大小、結(jié)構(gòu)和質(zhì)地。在采集了數(shù)千個紅細胞后,研究小組急切地等待著 Nirmalraj 的計數(shù)結(jié)果與神經(jīng)科醫(yī)生的臨床數(shù)據(jù)的比較。事實上,研究人員能夠識別出與患者疾病階段相匹配的模式:阿爾茨海默病患者體內(nèi)含有大量由β-淀粉樣肽和tau蛋白組成的蛋白質(zhì)纖維。這些蛋白質(zhì)能夠組裝成幾百納米長的纖維。然而,在健康人或早期大腦疾病患者中,Nirmalraj 只統(tǒng)計了少量的纖維。

這證明了使用AFM技術(shù)進行血液分析的可行性,Empa的研究人員表示:“如果可以基于這種方法開發(fā)出可靠的血液測試,疑似阿爾茨海默病患者就可以避免令人不快的腰椎穿刺,從而能夠可靠地診斷該病�！�

然而,在醫(yī)院實現(xiàn)簡單的血液檢測之前,還有很長的路要走。該團隊的下一步是通過使用AFM和化學(xué)分析,研究更多處于疾病不同階段的受試者,以證實這些數(shù)據(jù)。

參考文獻

Source:Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology (Empa)

Detecting dementia in the blood

Reference:

Peter Niraj Nirmalraj, Thomas Schneider, Ansgar Felbecker． Spatial organization of protein aggregates on red blood cells as physical biomarkers of Alzheimer’s disease pathology． Science Advances, 2021; 7 (39) DOI: 10．1126/sciadv．a(chǎn)bj2137

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