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令人驚訝的蛋白質導致早期癡呆

來源：作者：人氣：-發表時間：2024-01-03 11:06:00【大中小】

摘要：MRC分子生物學實驗室的科學家們已經確定TAF15蛋白聚集體是額顳葉癡呆的一個關鍵因素

大多數神經退行性疾病，包括癡呆癥，都涉及蛋白質聚集成一種叫做淀粉樣蛋白的細絲。在大多數這些疾病中，研究人員已經確定了聚集的蛋白質，使他們能夠針對這些蛋白質進行診斷測試和治療。

但是，在大約10%的額顳葉癡呆病例中，科學家們尚未識別出這種流氓蛋白質。現在，科學家們已經確定了這些病例中TAF15蛋白的聚集結構。

額顳葉癡呆的本質

額顳葉癡呆是由大腦額葉和顳葉的退化引起的，而大腦額葉和顳葉控制著情緒、個性和行為，以及言語和對文字的理解。它的發病年齡往往比阿爾茨海默病年輕，通常在45至65歲的人群中被診斷出來，盡管它也可能影響年輕人或老年人。

發表在《Nature》雜志上的一篇論文中，由英國劍橋醫學研究委員會(MRC)分子生物學實驗室的科學家領導的研究發現了一種蛋白質的聚集結構，這種蛋白質可以為未來診斷測試和治療的發展提供一個目標。

圖1 額顳葉退化的TAF15淀粉樣絲狀蛋白

分子認識的突破

在MRC分子生物學實驗室領導這項研究的Benjamin Ryskeldi-Falcon博士說:“這一發現改變了我們對額顳葉癡呆分子基礎的理解。這是一項罕見的發現，發現了已知在神經退行性疾病中聚集的一小群蛋白質的新成員。現在我們已經確定了關鍵蛋白質及其結構，我們可以開始針對這種類型的額顳葉癡呆進行診斷和治療，類似于已經在開發的針對淀粉樣蛋白- β和tau蛋白聚集的策略，這些蛋白是阿爾茨海默病的特征。”

先進的技術揭示新的見解

科學家們使用尖端的冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)以原子分辨率研究了四名患有這種額顳葉癡呆的人的大腦中的蛋白質聚集體。捐獻的大腦由倫敦大學學院皇后廣場神經病學研究所的Tammaryn Lashley和印第安納大學醫學院的Bernardino Ghetti鑒定。

長期以來，基于與其他神經退行性疾病的相似性，科學家們一直認為，在這種類型的癡呆癥中，一種名為FUS的蛋白質聚集在一起。

圖2 額顳葉退化蛋白包含FET蛋白和遠轉蛋白1

通過冷凍電鏡，MRC分子生物學實驗室的研究人員能夠確定來自每個大腦的蛋白質聚集體具有相同的原子結構。令人驚訝的是，這種蛋白質不是FUS，而是另一種叫做TAF15的蛋白質。

同樣來自MRC分子生物學實驗室的Stephan Tetter博士是該論文的第一作者，他說:“這是一個意想不到的結果，因為在這項研究之前，人們并不知道TAF15會在神經退行性疾病中形成淀粉樣蛋白細絲，也不存在這種蛋白質的結構。Cryo-EM正在更廣泛地改變我們對癡呆癥和神經退行性疾病分子病理學的理解，為我們提供了超越以往技術能力的見解。”

Ryskeldi-Falcon博士補充說:“執行冷凍電鏡技術的挑戰意味著我們只能看到四個人的大腦。然而，現在我們知道了關鍵蛋白質及其結構，我們有潛力開發工具來篩選數百個患者樣本中的這些異常蛋白質聚集體，以測試它們的普遍程度。”

額顳葉癡呆和運動神經元疾病

一些患有額顳葉癡呆的人還患有運動神經元疾病，這是一種個體逐漸失去對肌肉控制的疾病。在這項研究中，捐獻大腦的兩個人同時患有這兩種疾病。對于這些個體，研究人員在與運動神經元疾病相關的大腦區域發現了相同的TAF15聚集結構。

Ryskeldi-Falcon博士說:“在兩個患有額顳葉癡呆和運動神經元疾病的個體中存在相同的TAF15聚集物，這增加了TAF15可能導致這兩種疾病的可能性。我們現在正在研究在沒有額顳葉癡呆的運動神經元疾病患者中是否存在異常聚集的TAF15。”

醫學研究委員會分子和細胞醫學委員會主席Charlotte Durkin博士說:“MRC分子生物學實驗室數十年的世界領先研究帶來了低溫電子顯微鏡的突破-為Richard Henderson博士贏得了2017年的諾貝爾獎。這項最新研究鑒定了與一種額顳葉癡呆相關的蛋白質，延續了MRC LMB通過低溫電鏡成功闡明癡呆相關蛋白質結構的成果，其中包括關鍵癡呆蛋白tau的第一個結構。了解這種罕見的早發性癡呆癥中這些纖維的特征和基本結構，對于開發早期診斷測試和藥物來對抗它們的形成至關重要。”

參考資料

[1] Stephan Tetter, Diana Arseni, Alexey G. Murzin, Yazead Buhidma, Sew Y. Peak-Chew, Holly J. Garringer, Kathy L. Newell, Ruben Vidal, Liana G. Apostolova, Tammaryn Lashley, Bernardino Ghetti and Benjamin Ryskeldi-Falcon, TAF15 amyloid filaments in frontotemporal lobar degeneration, 6 December 2023, Nature