《Cell》發現全新蛋白纖維 成神經退化性疾病共同線索!?

撰文記者 劉馨香
日期2022-03-08
《Cell》發現全新蛋白纖維 成神經退化性疾病共同線索!?
近(4)日,美國哥倫比亞大學祖克曼研究所(Columbia's Zuckerman Institute)與國際研究團隊,在多種神經退化性疾病的腦組織中,發現一種全新的蛋白質纖維(fibril),該纖維為負責清潔細胞的蛋白TMEM106B所形成。研究者認為,該蛋白是一系列神經退化性疾病的共同線索,有助於尋找新的治療方式。研究發表於《Cell》。

為了研究影響大腦疾病的蛋白纏結(tangles),研究人員從死於進行性核上麻痺症(PSP)、路易氏體失智症(dementia with Lewy bodies, DLB)和額顳葉退化(FTLD)等三種錯誤摺疊蛋白質相關神經退化行疾病,11名捐贈者的腦組織中萃取蛋白質。

研究使用冷凍電子顯微鏡(cryo-EM),從多個不同角度拍攝單個蛋白質分子的快照,並根據這些照片,建構出原子級的蛋白質三維模型。這些模型接著幫助研究人員,有根據地猜測蛋白質的胺基酸結構單元的確切序列。

研究發現,從患者腦組織中發現的神秘蛋白質,與稱為TMEM106B的蛋白質的135個胺基酸片段相匹配。這是一項令人興奮的發現,因為在十多年前,科學家廣泛尋找可能與FTLD相關的基因時,曾發現該蛋白質。

先前科學界並不曉得TMEM106B會形成纖維。研究作者之一的Xinyu Xiang表示,TMEM106B是溶酶體(lysosome)和胞內體(endosomes)的核心成分,這兩種胞器是在細胞中清除隨著年齡增長而堆積的廢物。

通常情況下,TMEM106B分子會橫跨這些胞器的膜。研究團隊發現,TMEM106B分子可以分裂成兩個片段,而這些在胞器內的碎片可以自組裝形成纖維。

目前研究的資料,僅顯示TMEM106B纖維存在於患者的腦組織中,而沒有證據證實TMEM106B纖維導致了疾病的發生。儘管如此,領導研究的祖克曼研究所研究員Anthony Fitzpatrick指出,TMEM106B纖維在不同腦部疾病患者的腦組織中普遍存在,而且該蛋白正常的位置是在溶酶體和胞內體,顯示了該蛋白有可能有致病作用。

在論文中,研究人員推測TMEM106B纖維的形成,會破壞溶酶體的功能,進而促進其他已知蛋白質纖維的形成。這樣的故障可能會殺死腦細胞,導致失智、運動問題、言語障礙和阿茲海默症、PSP、FTLD,以及其他具有明顯蛋白質纏結的腦部疾病。

Fitzpatrick說:「我們現在擁有很有希望的新線索,它可能是連接一系列神經退行性疾​​病的共同線索,並有機會促成新的治療方法誕生。」

參考資料:https://www.news-medical.net/news/20220304/Cell-hobbling-fibrils-found-across-diverse-neurodegenerative-diseases.aspx
論文:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(22)00259-8

(編譯/劉馨香)