科学家们使用数学模型揭示了阿尔茨海默病早期阶段有毒蛋白质如何在大脑内聚集在一起。

来自约克大学物理、工程与技术学院的研究人员表示，这一发现可能对未来的治疗产生重要影响。

该研究表明，与阿尔茨海默病有关的一类主要蛋白质——所谓的淀粉样蛋白——在形成影响正常大脑活动的簇之前凝结成类似液滴的物体。

阿尔茨海默病是最常见的痴呆症。全世界有超过 5000 万人患有这种疾病，预计到 2050 年这一数字将增加两倍。

在纳米尺度上，大脑内的有毒淀粉样蛋白在出现第一个症状之前大约 10 到 15 年聚集在一起，但它们这样做的确切方式仍不清楚。通过准确了解蛋白质簇是如何形成的，科学家们可能处于更好的位置来开发靶向药物治疗来阻止它们。

英国阿尔茨海默病研究研究员兼约克大学生物物理学讲师 Steve Quinn 博士说：“了解淀粉样蛋白簇形成的精确分子水平方式可能有助于我们设计更好的抗聚集药物来对抗阿尔茨海默病。最早可能的阶段。

“我们意识到，以前用于了解蜘蛛丝的生长的相同方法也可以应用于我们对淀粉样蛋白聚集的理解。我们的工作现在为所谓的淀粉样蛋白假设提供了理论支持，并有助于解释集群形成的条件。”

在这项研究中，科学家们研究了淀粉样蛋白的两种变体，这两种变体都广泛存在于疾病中。研究人员发现，这些蛋白质最初可能会形成液滴——即所谓的液相分离冷凝物——然后形成富含较长、毒性更强的蛋白质的簇。

淀粉样蛋白被认为是免疫系统的重要组成部分，但当它们异常改变形状时，它们可以聚集在一起形成有效的生物结构。这些结构可以干扰正常的大脑活动，例如通过在细胞内打孔，或通过影响至关重要的生物分子的行为。

约克大学研究助理、该研究的主要作者 Charley Schaefer 博士说：“已经对大型预先形成的星团的特性进行了广泛详细的研究，但直到现在，它们早期的分子水​​平细节组装一直很难评估。”

生命物理学​​团队的 Quinn 博士和 Schaefer 博士应用实验和理论工具来尝试和了解更多与人类生命和疾病有关的重要相互作用。

Schaefer 博士补充说：“我们希望我们的方法也可以应用于了解许多其他形式的痴呆症的组成部分，包括帕金森氏症和亨廷顿氏症。

蛋白质在聚集成团之前形成液体状液滴的想法可能不是阿尔茨海默病所独有的，而且可能比以前想象的更普遍。”

JP Connor、SD Quinn 和 C. Schaefer 的“Amyloid Beta Condensation and Fibrillation 的 Sticker-and-Spacer 模型”发表在分子神经科学前沿杂志上。