微管蛋白阻止與阿爾茨海默病和帕金森病相關的有毒大腦蛋白質聚集

貝勒醫學院的科學家發現了一種應對阿爾茨海默病和帕金森病的新方法。這兩種疾病都與大腦中tau和α-突觸核蛋白形成的有害團塊的積累有關。

發表在《自然·通訊》上的這項研究稱，微管蛋白（構成微管基礎的蛋白質）可能有助于防止這些有毒積累。微管充當細胞內部的"鐵路軌道"，幫助運輸材料并維持結構。研究結果表明，微管蛋白可以阻止tau和α-突觸核蛋白形成破壞性聚集體，而是鼓勵它們在健康神經元內執行正常功能。

該研究的第一作者、Allan Ferreon實驗室生物化學和分子藥理學博士后研究員Lathan Lucas博士說："tau和α-突觸核蛋白因其在阿爾茨海默病和帕金森病等神經退行性疾病中的作用而廣為人知。在這些情況下，這些蛋白質可能錯誤折疊、粘在一起并形成有害聚集體，損害神經元并導致記憶喪失、運動問題和其他癥狀。"

但tau和α-突觸核蛋白在健康神經元中也履行基本功能——它們通過與微管蛋白相互作用并有助于微管組裝和穩定來維持細胞結構并支持通信。

凝聚體中的蛋白質行為

tau和α-突觸核蛋白都在稱為凝聚體的微小細胞液滴內履行其有益和有害活動。由于這些液滴參與疾病相關過程，科學家們曾考慮將防止其形成作為可能的治療策略。然而，凝聚體在正常大腦功能中也發揮重要作用，這引發了人們對消除它們可能破壞健康神經元活動的擔憂。

Ferreon副教授說："這讓我們想到了以下想法：如果不防止液滴的形成，我們是否可以創造條件，驅動液滴內的tau和α-突觸核蛋白走向健康路徑，阻止它們走上疾病路徑？"

Lucas說："我把tau和α-突觸核蛋白比作學校里的搗蛋孩子。你可以讓他們待在教室里無所事事，或者讓他們參與學業、體育或戲劇，這樣他們就不會惹麻煩。我們發現微管蛋白可以驅動tau和α-突觸核蛋白這些搗蛋鬼走上健康道路。"

微管蛋白的保護作用

為了研究這個想法，研究人員將生物化學和生物物理學方法與高分辨率顯微鏡和基于神經元的測定相結合。他們的目標是確定微管蛋白是否會影響tau和α-突觸核蛋白的行為，并防止在凝聚體內形成有毒聚集體。

Lucas說："當微管蛋白水平較低時（正如在阿爾茨海默病中發現的那樣），微管不太豐富，tau和α-突觸核蛋白會形成有毒聚集體。但當微管蛋白存在時，tau和α-突觸核蛋白會遠離有害聚集體，反而促進健康微管的組裝。"

研究結果表明，微管蛋白在保護大腦方面可能發揮著比先前認識的更積極的作用。Ferreon說："我們的發現顯著改變了微管蛋白在神經退行中的角色，從疾病的被動受害者轉變為防止有毒蛋白質聚集的主動保護者。增強微管蛋白池，而不是阻斷液滴形成，可以抑制有毒聚集，同時保留tau和α-突觸核蛋白的健康角色，提供一種潛在的選擇性治療策略。"