日本大阪大學研究生院醫學系研究科的特任研究員荒木克哉與神經内科學的望月秀樹教授等人組成的研究小組,與日本高輝度光科學研究中心(JASRI)的特別研究員八木直人等,透過大型同步輻射設施SPring-8開展了聯合研究,利用微束X射線繞射法,對巴金森氏症患者大腦主記憶體在的蛋白質異常聚集體——路易體直接進行了微觀結構解析,由此全球首次證明,路易體中含有澱粉樣蛋白纖維。
近年來,研究人員透過動物實驗應答,利用路易體的主要成分、即巴金森氏症的致病蛋白α突觸核蛋白人工製作的澱粉樣蛋白纖維片段會在大腦内傳播。不過,在技術上很難對實際患者腦主記憶體在的路易體直接進行微觀結構解析,因此一直沒有足夠的證據證明巴金森氏症患者大腦内的路易體中存在澱粉樣蛋白纖維。此次的研究小組利用微束X射線繞射法於全球首次應答,實際巴金森氏症患者的大腦主記憶體在具有獨特結構的澱粉樣蛋白纖維(圖)。
透過抑制澱粉樣蛋白纖維的異常聚集來延遲巴金森氏症發病和惡化的根本性冶癒方法已經在開發中,此次的研究成果證明了這種冶癒方法的合理性,有望進一步加速這種冶癒方法的開發。另外,有一種新的概念認爲巴金森氏症是澱粉樣蛋白纖維在全身沉積物而引發各種病徵的難治性疾病——澱粉樣變病的一種,此次的成果爲這種說法提供了重要依據。此外,由於這次構築的測量系統能對腦内數μm的聚集物直接進行微觀結構解析(以前被認爲非常困難),因此不僅是神經退行性疾病,該方法還能應用於癌症和膠原蛋白病等多種疾病。
以前在技術上很難利用電子顯微鏡等對巴金森氏症患者腦主記憶體在的直徑約10μm的路易體結構直接進行解析。此次,研究小組利用SPring-8的同步輻射光形成了更細更強的X射線微束,並利用高解析度顯微鏡構築了測量系統。透過該系統向患者腦内的路易體直接照射X射線微束,成功實施了結構解析,利用X射線繞射法,應答了路易體中含有澱粉樣蛋白纖維。
此前,細胞「外」沉澱物是診斷澱粉樣變病的一個重要原則,而巴金森氏症形成的路易體雖爲細胞「内」沉積物,但也含有澱粉樣蛋白纖維。此次的研究爲「巴金森氏症也是一種澱粉樣變病」這個全新概念提供了依據,具有劃時代的意義。
相關研究論文已於8月20日發表在美國科學期刊《美國國家科學院院刊》(PNAS)上。
文:JST客觀日本編輯部翻譯整理