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導(dǎo)致細胞過熱，就像“煎雞蛋”一樣。

劍橋大學(xué)5月31日消息

來自劍橋大學(xué)（University of Cambridge）的研究人員使用足夠小和敏感的傳感器來檢測單個細胞內(nèi)的溫度變化，并發(fā)現(xiàn)當(dāng) β－淀粉樣蛋白錯誤折疊和聚集在一起時，它會導(dǎo)致細胞過熱。

在一項使用人類細胞系的實驗中，研究人員發(fā)現(xiàn) β－淀粉樣蛋白聚集釋放的熱量可能會導(dǎo)致其他健康的 β－淀粉樣蛋白聚集，導(dǎo)致越來越多的聚集物形成。

在同一系列實驗中，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，降低細胞溫度。實驗還表明，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試和臨床試驗。

研究人員表示，他們的試驗可以用作阿爾茨海默病的診斷工具。研究結(jié)果發(fā)表在《美國化學(xué)會志》（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，阿爾茨海默病影響著全球 4，400 萬人，目前還沒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為 tau 蛋白的蛋白質(zhì)堆積成斑塊和纏結(jié)（統(tǒng)稱為聚集體）導(dǎo)致腦細胞死亡和大腦萎縮。這會導(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，因為它發(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細胞中 β－淀粉樣蛋白聚集之間的可能聯(lián)系。

Gabriele Kaminski Schierle 教授

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

該研究的第一作者 Chyi Wei Chung 說：“生熱作用與細胞應(yīng)激有關(guān)，這可能會促進進一步的聚集。我們認為，當(dāng)細胞中出現(xiàn)失衡時，比如 β－淀粉樣蛋白濃度略高并開始積累時，細胞溫度就會升高。”

該研究的負責(zé)人 Kaminski Schierle 說：“讓細胞過熱就像煎雞蛋一樣，隨著溫度的升高，蛋白質(zhì)開始聚集在一起，失去功能�！�

研究人員使用被稱為熒光聚合物溫度計（fluorescent polymeric thermometers，F(xiàn)PTs）的微型溫度傳感器來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細胞系中以啟動聚集過程，并使用一種稱為 FCCP 的化學(xué)物質(zhì)作為對照，因為已知它會誘導(dǎo)溫度升高。

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

“當(dāng)原纖維開始伸長時，它們會以熱的形式釋放能量，” Kaminski Schierle 說，“ β－淀粉樣蛋白聚集需要大量的能量來進行，但一旦聚集過程開始，它會加速并釋放更多的熱量，從而形成更多的聚集物�！�

Chung說：“一旦聚集物形成，它們可以離開細胞，被鄰近的細胞吸收，感染這些細胞中健康的 β－淀粉樣蛋白。以前從來沒有人證明過溫度和活細胞聚集之間的這種聯(lián)系。”

通過使用一種抑制 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)，細胞溫度的升高可以通過使用聚合抑制劑 MJ040X 來緩解，這突出了它作為治療阿爾茨海默病的潛力。

實驗室實驗得到了計算模型的補充，該模型描述了 β－淀粉樣蛋白在細胞內(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 : 阿爾茨海默病會導(dǎo)致細胞過熱就像“煎雞蛋”一樣