贝勒医学院的科学家发现了一种可能的新方法来应对阿尔茨海默病和帕金森病。这两种疾病与脑内由Tau蛋白和α-突触核蛋白形成的有害聚集物的积累有关。在《自然通讯》上发表的一项研究中，研究人员发现微管蛋白可能有助于防止这些有毒聚集物的产生。微管作为细胞的内部“铁路轨道”，帮助运输物质并维持结构。研究结果表明，微管蛋白能够防止Tau和α-突触核蛋白形成有害聚集，并鼓励它们在健康神经元内发挥正常功能。 有毒蛋白聚集与脑病“Tau和α-突触核蛋白在诸如阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病中非常著名。在这些疾病中，这些蛋白质可能会错误折叠、相互粘合并形成有害聚集，损害神经元并导致记忆丧失、运动问题和其他症状，”首位作者、阿兰·费雷翁教授实验室的生物化学与分子药理学博士后拉斯·卢卡斯说。“但Tau和α-突触核蛋白在健康神经元中也发挥着重要功能——它们通过与微管蛋白相互作用并促进微管的组装和稳定来帮助维持细胞结构和支持通信。”Tau和α-突触核蛋白在被称为冷凝体的微小细胞液滴中执行有益和有害活动。由于这些液滴涉及与疾病相关的过程，科学家们考虑将防止其形成作为可能的治疗策略。然而，冷凝体在正常脑功能中也发挥着重要作用，这引发了消除它们可能会扰乱健康神经元活动的担忧。 将蛋白质引导向健康角色“这让我们想到这个思想：如果不是防止液滴形成，我们是否可以创造条件，将Tau和α-突触核蛋白驱动到液滴中走向健康的道路，从而阻止它们走上疾病之路？”费雷翁说道，他是生物化学与分子药理学的副教授及研究的共同通讯作者。卢卡斯用一个比喻来解释这个概念：“我把Tau和α-突触核蛋白比作学校里的捣蛋孩子。你可以让他们待在教室里无所事事，结果闹事；或者让他们参与学业、体育或戏剧活动，从而不让他们惹麻烦，”卢卡斯说。“我们发现微管蛋白可以将Tau和α-突触核蛋白这些捣蛋鬼引导到健康的道路上。”为了研究这一想法，研究人员结合了生化和生物物理方法、高分辨率显微镜和基于神经元的实验。他们的目标是确定微管蛋白是否可以影响Tau和α-突触核蛋白的行为，并防止有毒聚集物在冷凝体内的形成。 微管蛋白作为保护因子“当微管蛋白水平较低时，例如在阿尔茨海默病中，其微管较少，Tau和α-突触核蛋白可能会形成有毒聚集物，”卢卡斯说。“但当微管蛋白存在时，Tau和α-突触核蛋白就会远离有害聚集，反而促进健康微管的组装，”卢卡斯说。“微管蛋白通过给这些蛋白质提供一些有益的活动来重新引导它们的行为。”研究结果表明，微管蛋白在保护大脑方面可能比之前认识的要积极得多。“我们的研究结果显著改变了微管蛋白在神经退行性疾病中的角色，从被动的疾病牺牲品转变为对抗有毒蛋白聚集的积极保护者，”费雷翁说。“增强微管蛋白储量，而不是阻止液滴形成，可以抑制有毒聚集，同时保留Tau和α-突触核蛋白的健康作用，提供了一种潜在的选择性治疗策略。”研究的其他贡献者包括共同首位作者菲比·索伊、米·迪姆·关、李京在、共同通讯作者约瑟芬·C·费雷翁，均来自贝勒医学院。该研究得到了NINDS-NIH R01 NS105874、韦尔奇基金会Q-2097-20220331和NIGMS-NIH R01 GM122763的支持。