光和氧的力量可清除活體小鼠大腦中的阿爾茨海默病蛋白

最近在小鼠身上測試的一種小型光激活分子代表了一種消除阿爾茨海默病患者大腦中發現的澱粉樣蛋白團塊的新方法。如果在人類身上得到完善,該技術可以作為免疫療法的替代方法,並用於治療由類似澱粉樣蛋白引起的其他疾病。

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研究人員將該分子直接注射到患有阿爾茨海默病的活體小鼠的大腦中,然後用一個專門的探針每天向其大腦照射30分鐘,持續一周。對小鼠大腦組織的化學分析顯示,該治療方法明顯減少了澱粉樣蛋白。使用阿爾茨海默病患者捐贈的人腦樣本進行的額外實驗結果支持了未來在人類身上使用的可能性。

東京大學講師、最近發表在《大腦》雜誌上的研究的共同第一作者Yukiko Hori說:”我們研究的重要性在於開發這種技術,以澱粉樣蛋白為目標,加強免疫系統對它的清除。”

該研究小組開發的小分子被稱為光氧催化劑。它似乎通過一個兩步過程來治療阿爾茨海默病。首先,該催化劑破壞了澱粉樣斑塊的穩定性。氧化,或添加氧原子,可以通過改變固定分子的化學鍵使其不穩定。被稱為”氧漂白劑”的洗衣粉或其他清潔劑使用類似的化學原理。

該催化劑被設計為針對澱粉樣蛋白的摺疊結構,並可能通過交聯被稱為組氨酸殘基的特定部分來發揮作用。催化劑在被近紅外光激活之前是惰性的,因此在未來,研究人員設想這種催化劑可以通過注射到血液中被輸送到整個身體,並通過光瞄準特定區域。

其次,不穩定的澱粉樣蛋白隨後被小膠質細胞清除,小膠質細胞是大腦的免疫細胞,負責清除健康細胞外的受損細胞和碎片。研究人員利用在培養皿中生長的小鼠細胞,觀察到小膠質細胞吞噬含氧澱粉樣蛋白,然後在細胞內的酸性隔間內將其分解。

東京大學領導該項目的富田泰介教授說:”我們的催化劑與澱粉樣蛋白的特定結構結合,而不是與獨特的基因或氨基酸序列結合,因此這種相同的催化劑可以應用於其他澱粉樣蛋白的沉積。”

美國臨床腫瘤學會估計,在美國,每年有4000人被診斷出患有由腦外澱粉樣蛋白引起的疾病,統稱為澱粉樣蛋白病。光氧催化劑應該能夠去除澱粉樣蛋白,無論它在何時何地在體內形成。儘管一些現有的阿爾茨海默病治療方法可以減緩新的澱粉樣斑塊的形成,但消除現有的斑塊對阿爾茨海默病尤其重要,因為澱粉樣蛋白在癥狀出現前幾年就開始聚集了。

研究小組現在正在努力修改催化劑的設計,使其能夠通過照射頭骨來激活。