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圖片來源：Pixabay 這一研究于4月9日以“Gain of toxic apolipoprotein E4 effects in human iPSC-derived neurons is ameliorated by a small-molecule structure corrector”為題發(fā)表在《Nature Medicine》期刊,。來自于Gladstone研究所的科學(xué)家們揭示了apoE4增加阿爾茲海默癥風(fēng)險的細(xì)節(jié)。 更重要的是,，研究團隊找到了對策——利用一個小分子將有害的apoE4蛋白轉(zhuǎn)變成類似于apoE3的無害蛋白,，進而消除apoE4造成的大腦損傷。 1ApoE4 vs ApoE3ApoE蛋白（載脂蛋白E）是一種參與膽固醇代謝和運輸?shù)牡鞍踪|(zhì),，其編碼基因ApoE具有三個主要的等位基因：ApoE2,、ApoE3和ApoE4。相比于最常見的apoE3基因,，當(dāng)攜帶一個拷貝的apoE4基因,，發(fā)生老年癡呆癥的風(fēng)險會增加一倍多,，攜帶兩個拷貝風(fēng)險會增加12倍,。 雖然apoE4蛋白與apoE3蛋白不同之處只有一點,，但是這一變化卻足以改變其主要結(jié)構(gòu)，進而改變其功能,。科學(xué)家們一直不清楚為什么apoE4蛋白會比其他版本的蛋白更損傷腦細(xì)胞,。 doi:10.1038/s41591-018-0004-z 2改變思路的新研究阿爾茲海默癥一直是藥物研發(fā)的“傷心之地”，很多藥物在動物身上表現(xiàn)出極大的希望,，卻在臨床試驗中“折戟”,。這些失敗讓Gladstone研究所轉(zhuǎn)化中心主任、高級研究員Yadong Huang開始反思模型的選擇——在新研究中,，他決定利用人體細(xì)胞模擬疾病,。 如何構(gòu)建細(xì)胞模型？Yadong Huang和團隊利用了“誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞”技術(shù),，他們采集AD患者的皮膚細(xì)胞（攜帶兩個拷貝的apoE4基因）,，將其重編程、分化出神經(jīng)細(xì)胞,。與此同時,，他們還以健康人的皮膚細(xì)胞作為對照，攜帶兩個拷貝的apoE3基因,。 結(jié)果顯示,，在人類神經(jīng)元中，畸形的apoE4蛋白不能正常運作,，并且會被分解成片段,，損傷神經(jīng)細(xì)胞。這一過程會導(dǎo)致Tau蛋白,、β-淀粉樣蛋白累積,。 這一結(jié)果讓人意外，因為以往在小鼠模型的研究顯示,，apoE4并不會改變癡呆小鼠神經(jīng)元中淀粉樣蛋白的累積,。但是在人類細(xì)胞中，apoE4卻會顯著促進淀粉樣蛋白的產(chǎn)生,。這意味著,，apoE4在控制淀粉樣蛋白代謝方面存在明顯的物種差異。 文章一作Chengzhong Wang博士認(rèn)為,，這一差異或許可以解釋藥物在動物,、臨床試驗階段出現(xiàn)的不同結(jié)果，并為未來藥物研發(fā)提供重要信息,。 3ApoE4如何損傷神經(jīng)元,？apoE4確實會導(dǎo)致與阿爾茨海默病相關(guān)的細(xì)胞損傷,。但是，apoE4如何損傷細(xì)胞,？到底是因為apoE4的存在而導(dǎo)致apoE3正常功能的缺失還是apoE4直接增添了毒副作用,？這依然是個未知。 “從根本上解決這一問題很重要,，因為它會改變你解決問題的方式,。”Yadong Huang認(rèn)為，“如果神經(jīng)損傷源于蛋白功能缺失,，我們或許可以通過上調(diào)特定蛋白表達而彌補損失,。但是如果是因為apoE4的累積而導(dǎo)致毒副作用，則可以通過抑制apoE4的累積阻止損傷,?！?/p> 為了回答這個問題，研究人員檢測了不表達任一apoE蛋白的腦細(xì)胞,，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這類細(xì)胞的外形,、功能與表達apoE3蛋白的細(xì)胞一樣。但是,，一旦人為添加apoE4蛋白,，則容易引發(fā)與阿爾茲海默癥相關(guān)的病理特征。這意味著,，正是apoE4的存在,，而不是apoE3的缺失，促進了疾病的發(fā)生,。 4找到糾正方法明確了致病原因,，研究團隊開始尋找方法修復(fù)。在早期研究中,，Yadong Huang和合作者開發(fā)出一種化合物,，可以改變apoE4蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)，使其轉(zhuǎn)變成類似于apoE3的無害蛋白,。他們將這一分子稱為apoE4的“結(jié)構(gòu)糾正器”（structure correctors）,。 結(jié)果證實，利用該化合物處理攜帶有apoE4的神經(jīng)細(xì)胞,，可以清除與癡呆相關(guān)的病理癥狀,，恢復(fù)細(xì)胞的正常功能，提高細(xì)胞存活率,。 目前,，Yadong Huang正繼續(xù)與學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界的同仁們合作,，希望優(yōu)化該化合物,，盡早將其推上臨床造?；颊摺?/p> 責(zé)編：風(fēng)鈴 End 參考資料：1）Scientists fix genetic risk factor for Alzheimer's disease in human brain cells |
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