研究人員已經(jīng)證明，與阿爾茨海默病有關(guān)的兩種關(guān)鍵蛋白質(zhì)之一 β－淀粉樣蛋白的聚集會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)熱，就像“煎雞蛋”一樣。

劍橋大學(xué)5月31日消息

來(lái)自劍橋大學(xué)（University of Cambridge）的研究人員使用足夠小和敏感的傳感器來(lái)檢測(cè)單個(gè)細(xì)胞內(nèi)的溫度變化，并發(fā)現(xiàn)當(dāng) β－淀粉樣蛋白錯(cuò)誤折疊和聚集在一起時(shí)，它會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)熱。

在一項(xiàng)使用人類(lèi)細(xì)胞系的實(shí)驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn) β－淀粉樣蛋白聚集釋放的熱量可能會(huì)導(dǎo)致其他健康的 β－淀粉樣蛋白聚集，導(dǎo)致越來(lái)越多的聚集物形成。

在同一系列實(shí)驗(yàn)中，研究人員還表明，添加一種藥物化合物，可以阻止 β－淀粉樣蛋白聚集，降低細(xì)胞溫度。實(shí)驗(yàn)還表明，該化合物具有治療阿爾茨海默病的潛力，盡管首先需要大量的測(cè)試和臨床試驗(yàn)。

研究人員表示，他們的試驗(yàn)可以用作阿爾茨海默病的診斷工具。研究結(jié)果發(fā)表在《美國(guó)化學(xué)會(huì)志》（Journal of the American Chemical Society）上。

研究于2022年5月30日發(fā)表在《Journal of the American Chemical Society》（最新影響因子：15．419）雜志上

據(jù)估計(jì)，阿爾茨海默病影響著全球 4，400 萬(wàn)人，目前還沒(méi)有有效的診斷或治療方法。在阿爾茨海默病中，β－淀粉樣蛋白和另一種稱(chēng)為 tau 蛋白的蛋白質(zhì)堆積成斑塊和纏結(jié)（統(tǒng)稱(chēng)為聚集體）導(dǎo)致腦細(xì)胞死亡和大腦萎縮。這會(huì)導(dǎo)致記憶喪失、性格變化和難以執(zhí)行日常功能。

這是一種很難研究的疾病，因?yàn)樗�發(fā)展了幾十年，只有在檢查死后的腦組織樣本后才能給出明確的診斷。目前尚不清楚細(xì)胞內(nèi)的何種生化變化導(dǎo)致 β－淀粉樣蛋白聚集。

在劍橋大學(xué)化學(xué)工程與生物技術(shù)系 Gabriele Kaminski Schierle 教授的研究小組中，他們一直在研究溫度與人類(lèi)細(xì)胞中 β－淀粉樣蛋白聚集之間的可能聯(lián)系。

Gabriele Kaminski Schierle 教授

研究細(xì)胞內(nèi)溫度變化的領(lǐng)域被稱(chēng)為細(xì)胞內(nèi)生熱作用（intracellular thermogenesis）。這是一個(gè)新的富有挑戰(zhàn)性的領(lǐng)域：科學(xué)家們已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了可以測(cè)量溫度變化的傳感器，但還沒(méi)有人試圖用這些傳感器來(lái)研究阿爾茨海默病等疾病。

該研究的第一作者 Chyi Wei Chung 說(shuō)：“生熱作用與細(xì)胞應(yīng)激有關(guān)，這可能會(huì)促進(jìn)進(jìn)一步的聚集。我們認(rèn)為，當(dāng)細(xì)胞中出現(xiàn)失衡時(shí)，比如 β－淀粉樣蛋白濃度略高并開(kāi)始積累時(shí)，細(xì)胞溫度就會(huì)升高�！�

該研究的負(fù)責(zé)人 Kaminski Schierle 說(shuō)：“讓細(xì)胞過(guò)熱就像煎雞蛋一樣，隨著溫度的升高，蛋白質(zhì)開(kāi)始聚集在一起，失去功能。”

研究人員使用被稱(chēng)為熒光聚合物溫度計(jì)（fluorescent polymeric thermometers，F(xiàn)PTs）的微型溫度傳感器來(lái)研究聚集和溫度之間的聯(lián)系。他們將 β－淀粉樣蛋白添加到人類(lèi)細(xì)胞系中以啟動(dòng)聚集過(guò)程，并使用一種稱(chēng)為 FCCP 的化學(xué)物質(zhì)作為對(duì)照，因?yàn)橐阎�它�?huì)誘導(dǎo)溫度升高。

他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng) β－淀粉樣蛋白開(kāi)始形成被稱(chēng)為原纖維的線狀聚集體時(shí)，細(xì)胞的平均溫度開(kāi)始上升。與未添加任何 β－淀粉樣蛋白的細(xì)胞相比，細(xì)胞溫度的升高是顯著的。

“當(dāng)原纖維開(kāi)始伸長(zhǎng)時(shí)，它們會(huì)以熱的形式釋放能量，” Kaminski Schierle 說(shuō)，“ β－淀粉樣蛋白聚集需要大量的能量來(lái)進(jìn)行，但一旦聚集過(guò)程開(kāi)始，它會(huì)加速并釋放更多的熱量，從而形成更多的聚集物�！�

Chung說(shuō)：“一旦聚集物形成，它們可以離開(kāi)細(xì)胞，被鄰近的細(xì)胞吸收，感染這些細(xì)胞中健康的 β－淀粉樣蛋白。以前從來(lái)沒(méi)有人證明過(guò)溫度和活細(xì)胞聚集之間的這種聯(lián)系�！�

通過(guò)使用一種抑制 β－淀粉樣蛋白聚集的藥物，研究人員能夠確定原纖維是生熱作用的原因。此前，人們不知道是蛋白質(zhì)聚集還是線粒體（為細(xì)胞提供能量的“電池”）的潛在損傷導(dǎo)致了這一現(xiàn)象。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞溫度的升高可以通過(guò)使用聚合抑制劑 MJ040X 來(lái)緩解，這突出了它作為治療阿爾茨海默病的潛力。

實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)得到了計(jì)算模型的補(bǔ)充，該模型描述了 β－淀粉樣蛋白在細(xì)胞內(nèi)環(huán)境中可能發(fā)生的情況以及為什么它可能導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)溫度升高。研究人員希望他們的工作能夠激發(fā)新的研究，結(jié)合不同的生理相關(guān)參數(shù)。

       原文標(biāo)題 : 阿爾茨海默病會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞過(guò)熱就像“煎雞蛋”一樣