研究揭示阿尔茨海默病和唐氏综合症的蛋白质结构相似性

  • 来源:印第安纳大学医学院
  • 2024-03-31 17:41:42

唐氏综合症是人类最常见的染色体疾病,也是智力障碍最常见的遗传原因,超过 90% 的患者在 55-60 岁时被诊断患有阿尔茨海默病。最近发表在《自然结构与分子生物学》上的一项新研究 利用先进的冷冻电子显微镜成像技术来确定阿尔茨海默病患者和同时患有阿尔茨海默病和唐氏综合症的患者的蛋白质结构是否存在差异。

就像阿尔茨海默病一样,唐氏综合症和阿尔茨海默病患者的神经病理表型的特征是存在 β 淀粉样蛋白 (Aβ) 和 tau 蛋白的异常积累。唐氏综合症中的 Aβ 和 tau 蛋白丝的结构此前尚未被研究过,目前尚不清楚它们是否与阿尔茨海默病中的不同。”

Ruben Vidal 博士,印第安纳大学医学院 Luella McWhirter Martin 临床阿尔茨海默病研究教授,也是该研究的首席研究员

研究人员研究了唐氏综合症患者体内出现的 Aβ 和 tau 蛋白丝的图像,并将其与最常见的阿尔茨海默病中的图像进行了比较。他们发现唐氏综合症和阿尔茨海默病患者的 Aβ 和 tau 蛋白丝的蛋白质结构与阿尔茨海默病中发现的相似。

维达尔说,他们的发现可能会为阿尔茨海默病患者和唐氏综合症患者提供更好的治疗方法。

Vidal 说:“这项研究首次在近原子水平上对同时患有唐氏综合症和阿尔茨海默病的个体与仅患有阿尔茨海默病的个体之间的 Aβ 和 tau 蛋白丝进行了比较。” “重要的是,该研究发现阿尔茨海默病患者以及唐氏综合症和阿尔茨海默病患者之间的 Aβ 结构存在差异,但 tau 蛋白丝结构没有显着差异。这支持了散发性阿尔茨海默病患者存在共同机制的观点。以及同时患有唐氏综合症和阿尔茨海默病的人。这些知识对于了解唐氏综合症患者的阿尔茨海默氏病以及评估是否可以将患有这两种疾病的成年人纳入阿尔茨海默氏病临床试验至关重要。唐氏综合症患者的寿命比以往任何时候都长,但随着年龄的增长,几乎所有人都死于阿尔茨海默病。”

Vidal 也是印第安纳大学医学院斯塔克神经科学研究所的研究员,他表示研究小组使用低温电子显微镜对两个患有唐氏综合症和阿尔茨海默病的个体的 Aβ 和 tau 蛋白丝结构进行了特写 3D 视图。该研究揭示了血管室中的两种新型 Aβ 丝,其结构与先前报道的阿尔茨海默氏病的结构不同。

Vidal 表示,该研究的结果表明,将唐氏综合症和阿尔茨海默病患者纳入针对 Aβ 或 tau 丝的临床试验非常重要。他说,淀粉样蛋白聚集的机制之间存在相似之处,但需要更多的研究来确定血管 Aβ 沉积中观察到的差异是否是唐氏综合症患者所独有的。

Wen Jiang 说:“我们很高兴我们的冷冻电镜成像和 3D 建模技术有助于确定唐氏综合症患者的 β 淀粉样蛋白和 tau 蛋白原纤维的原子结构,揭示唐氏综合症和阿尔茨海默病之间的联系。”博士,普渡大学生物学教授,该研究的共同通讯作者。 “我们很幸运拥有普渡大学冷冻电镜设施,它提供了卓越的资源和服务,使这项研究成为可能。我们感谢为这项研究捐献大脑的患者,也感谢美国国立卫生研究院为我们的工作提供资助。”

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