糖衣颗粒可以保护神经元免受阿尔茨海默病的侵害

被认为在各种神经退行性疾病的进展中起关键作用的错误折叠蛋白质可以通过注射专门设计的纳米材料来防止形成毒性斑块。

由一个国际研究团队开发,具有亲脂肪和亲水特性的微小颗粒被证明可以捕获行为异常β 淀粉样蛋白在它们能够聚集在一起之前,保护组织免受被认为造成损伤的原因阿尔茨海默病疾病。

“在许多这些疾病中,蛋白质失去了其功能性折叠结构并聚集成破坏性纤维,这些纤维进入神经元并对它们具有剧毒,”西北大学材料科学家塞缪尔·斯图普 (Samuel Stupp)。

“通过捕获错误折叠的蛋白质,我们的处理在早期阶段抑制了这些纤维的形成。早期渗透神经元的短淀粉样蛋白纤维被认为是毒性最强的结构。通过进一步的工作,我们认为这可能会显着延缓疾病的进展。

该处理基于一种称为肽两亲物,它们与脂质混合就像与水一样容易混合。这些分子已经用于其他药物,包括 semaglutide(更广为人知的是 Ozempic)。

不过,这里还有另一个秘密成分:海藻糖.这种天然存在的糖具有以前已显示有效确保蛋白质不会开始错误折叠,这是导致危险蛋白质团块的异常行为。

新分子如何捕获蛋白质。(Mark Seniw/西北大学再生纳米医学中心)

“海藻糖天然存在于植物、真菌和昆虫中,”有机化学家 Zijun Gao,也来自西北大学。“它可以保护它们免受温度变化的影响,尤其是脱水和冻结。”

“其他人发现海藻糖可以保护许多生物大分子,包括蛋白质。因此,我们想看看是否可以使用它来稳定错误折叠的蛋白质。

研究小组发现,当肽两亲物与海藻糖结合时,会发生一些特殊的事情。糖使分子结构不太稳定和坚固,从而促进与 β 淀粉样蛋白等蛋白质发生反应。

由于结构的变化,淀粉样蛋白 β 进入糖增强的肽两亲性框架,在那里它们不会造成任何伤害。这基本上可以捕获具有潜在危险的蛋白质,从而减少对神经元的风险在研究人员所说的”清洁人员“对于错误折叠的蛋白质。

这种方法的工作方式与我们之前看到的处理方法略有不同毒性蛋白,因为它的目的是在早期阶段破坏它们的稳定性——在淀粉样蛋白纤维变得成熟且更难转移之前。

人类神经元暴露于 β 淀粉样蛋白,并用新的纳米材料处理(右)或未处理(左)。死亡神经元以红色显示,活神经元以绿色显示。(塞缪尔·斯图普实验室/西北大学)

研究仍处于早期阶段,需要进行研究以衡量这些糖衣分子可能对神经退行性疾病.

我们可以肯定的是,阿尔茨海默病和其他类似疾病的创新疗法是非常必要的。估计全球每年有 1000 万新诊断出痴呆症,随着全球人口的持续老龄化,预计这一数字将继续攀升。

“我们的研究强调了分子工程纳米材料在解决神经退行性疾病的根本原因方面令人兴奋的潜力,”笨蛋。

该研究已发表在美国化学会杂志.

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