復旦大學Cell子刊發表老年癡呆研究新成果

　　來自復旦大學的研究人員通過計算機模擬結合實驗研究，調查了羥基化碳納米管對于淀粉樣肽結構Aβ16–22的影響。研究論文發表在10月21日的《Biophysical Journal》雜志上。

　　復旦大學的韋廣紅（Guanghong Wei）教授是這篇論文的通訊作者。其主要從事蛋白質/多肽自組裝（包括形成淀粉樣纖維的病理性組裝和形成有序納米結構的組裝）、蛋白質-生物膜相互作用、以及蛋白質-納米顆粒相互作用的理論和計算機模擬研究，已發表SCI論文60余篇。

　　蛋白質折疊和聚集問題是當前生物物理學和分子生物學所面臨的一項長期的具有挑戰性的課題。幾乎所有的生命活動都是由蛋白質完成的，研究發現許多的神經性疾病，如阿爾茨海默氏癥、帕金森氏病、亨廷頓氏病等都與蛋白質的錯誤折疊和聚集有關。蛋白質的病理性聚集不僅使其喪失了原有的正常功能，而且還對細胞具有特定毒性，最終導致細胞死亡。

　　目前為止，蛋白質聚集的原因和纖維的全原子結構還沒有明確的定論。對蛋白質折疊和解折疊問題的研究，將有助于了解蛋白質或多肽在溶液中和膜表面上聚集的生物物理，并為認識淀粉樣沉積相關疾病的發病機理和治療藥物的設計和開發提供理論基礎，以便最終有效地控制和治療這些疾病。

　　在阿爾茨海默氏癥（又稱老年癡呆）β-淀粉樣肽(amyloid-β,αβ)中，Aβ16–22是能夠形成β結構的最短蛋白，其序列為KLVFFAE。研究已經發現可溶性的αβ蛋白的低聚物是毒害神經的病源，和阿爾茨海默氏癥的發病機理有關。在以往的計算研究中，韋廣紅課題組證實單壁碳納米管(SWCNTs)能夠抑制Aβ16–22低聚物形成。然而由于SWCNTs水溶性差，阻礙了它們在生物醫學和納米醫學中的應用。

　　在這篇論文中，研究人員采用全原副本交換分子動力學模擬調查了一種水溶性的SWCNT衍生物——羥基化SWCNT對于Aβ16–22低聚物的影響。研究結果顯示，羥基化SWCNTs可以顯著抑制β-折疊結構（β-sheet）形成，將Aβ16–22低聚物的構象從富含β-折疊的有序結構轉為無序的線圈狀聚集物。詳細分析SWCNT-Aβ的互作揭示羥基化SWCNTs主要是通過SWCNTs的羥基與Aβ16–22正電荷K16殘基之間的強有力的靜電互作，以及SWCNTs和F19及F20之間疏水作用和芳環堆積作用，抑制了β-折疊形成。此外，原子力顯微鏡和硫磺素T熒光試驗證實了，原始的和羥基化的 SWCNTs都可以抑制Aβ16–22纖維化，支持了他們從前以及現在的副本交換分子動力學模擬結果。

　　這些研究結果證實了羥基化SWCNTs可有效抑制Aβ16–22聚集；此外，還揭示了這種抑制效應分子機制，從而為設計出一些治療藥物來對抗淀粉樣變提供了一些新線索。