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帕金森病是一个日益严重的全球健康问题,影响着全球的老龄化人口。日本的人口老龄化速度超越地球上的任何其他人口,这一要素加快了该国对几种神经退行性疾病的研讨。依据世界卫生安排(EHO)的数据,全球有1000多万人患有帕金森病。
近年来,神经科学家一直在争辩朊病毒样活性是否会危害帕金森病患者的大脑。可是,在一项新的研讨中,在经过翔实剖析后,日本研讨人员报导没有依据标明过错折叠的可传达的蛋白继续存在于帕金森病中。
相关研讨成果宣布在2019年9月3日的PNAS期刊上,论文标题为“Parkinson’s disease is a type of amyloidosis featuring accumulation of amyloid fibrils of α-synuclein”。
在帕金森病患者的大脑黑质(Substantia nigra)区域中,对α-突触核蛋白的免疫组化剖析显现对神经内路易氏体的阳性染色(棕色),图片来自Wikipedia。
一切蛋白都折叠成决议功用的杂乱结构。朊病毒(prion)是过错折叠的可传达的蛋白,它们会损坏神经安排,并且是几种影响人类和动物的灾难性但稀有的疾病---海绵状脑病(spongiform encephalopathies)---的原因。克雅氏病(Creutzfeldt-Jakob)、吉斯特曼-施特劳斯综合征(Gerstmann-Straussler -Scheinker syndrome)和库鲁病(kuru)是由朊病毒引起的人类退行性脑病的比如。在动物中,羊搔痒症和牛海绵状脑病(称为疯牛病)都是朊病毒病。
在健康人群中,过错折叠蛋白被细胞丢掉并被分解成它们各自的氨基酸。朊病毒是致命性的,这是由于它们具有感染因子的特征,在整个健康安排中传达,并诱导从前正常蛋白发作过错折叠。
在帕金森病中,一些科学家现已提出朊病毒样机制有助于驱动与这种疾病相关的神经退行性进程。可是,在这项新的研讨中,在日本大阪大学医学研讨院的研讨员Katsuya Araki博士的领导下,来自日本多个研讨中心的一个巨大的科学家团队在来自帕金森病患者的尸检人脑的微束X射线衍射剖析后,发现不存在朊病毒样活性的痕迹。这一发现标明不支撑针对帕金森病提出的朊病毒假说。
这些研讨人员研讨了来自帕金森病患者的各种样本。帕金森病是一种与中枢神经系统有关的进行性年纪相关疾病。这种疾病的特征为震颤、肌肉生硬和步态缓慢。帕金森病的进一步特征是大脑基底神经节的退化和重要的神经递质多巴胺的缺少。此外,相同重要的一个特征是α-突触核蛋白的集合物。在帕金森病中,α-突触核蛋白集合在一起而构成一种称为路易氏体的结构。这些损害安排的结构与脑细胞逝世有关。
Araki及其搭档们在这篇论文中写道,“近期据报导,α-突触核蛋白和穿插β结构的集合物可以以相似朊病毒的办法在大脑中传达。可是,依然没有依据标明这种传达发作在患者的大脑中。”
依据体外研讨和动物研讨,尽管α-突触核蛋白在健康的大脑中很多存在并且存在于身体的其他部位,但它被以为在帕金森病中发作过错折叠。这些发现让一些神经生物学家提出了朊病毒样机制。近年来的动物研讨增加了α-突触核蛋白或许具有朊病毒样活性的或许性,但从未有过清晰的依据。
2012年,美国宾夕法尼亚大学神经生物学家Virginia Lee将形状反常的组成α-突触核蛋白注射到正常小鼠的大脑中,不只观察到帕金森病的要害特征呈现,并且还观察到症状跟着时刻的推移而恶化。Lee得出结论,这种疾病是由过错折叠的α-突触核蛋白在神经细胞之间传达导致的。
Araki和来自日本六家研讨机构的研讨人员寻求另一条道路。经过运用微束X射线衍射来研讨样本,这些研讨人员有一种技能手段来提醒结构和病理学之间的关联性,可是这种技能没有发作标明α-突触核蛋白已在细胞之间传达的依据。
跟着微束X射线衍射研讨的展开,人们对各种类型的蛋白过错折叠现象有了更深化的知道,这已成为研讨多种疾病病理的一种挑选办法。这种技能提醒了没有朊病毒样活性的蛋白过错折叠与其他几种疾病(包含白内障、II型糖尿病和阿尔茨海默病)相关。
作为这项新研讨的成果,这些研讨人员得出结论,帕金森病具有与阿尔茨海默病相同的特征,其间在阿尔茨海默病中存在淀粉样蛋白组成的胶状斑块。Araki及其搭档们写道,“咱们的发现支撑帕金森病是一种淀粉样变性病(amyloidosis)的概念,这是一种以α-突触核蛋白淀粉样原纤维集合为特征的疾病。”
近年来的许多研讨对帕金森病潜在的有害机制提出了各式各样的科学问题,包含十多年前呈现的朊病毒假说。除此之外,其他科学家已探究了肠道微生物组的改动是否会影响在大脑中发作的帕金森病。
原始出处:
1.Katsuya Araki et al. Parkinson's disease is a type of amyloidosis featuring accumulation of amyloid fibrils of α-synuclein, Proceedings of the National Academy of Sciences (2019). DOI: 10.1073/pnas.1906124116.
2.No support for prion hypothesis in Parkinson's disease
https://medicalxpress.com/news/2019-08-prion-hypothesis-parkinson-disease.html