阿尔茨海默氏症大脑的3D分子结构首次显露出来

一项新的研究首次揭示了受以下因素影响的大脑分子结构阿尔茨海默氏症疾病。

研究人员已经制作了大脑中蛋白质的3D模型，特别是与阿尔茨海默氏症相关的两种蛋白质：β-淀粉样蛋白和头.

随着科学家们继续致力于治疗神经退行性疾病，尽可能多地了解它非常重要。

大脑中这些蛋白质的团块要么是阿尔茨海默氏症的原因，要么是阿尔茨海默氏症的结果——我们还不太确定是哪个——多亏了英国利兹大学的一个团队，我们现在非常详细地了解了它们是如何排列的，直到最微小的微观细节。

左图：死后阿尔茨海默氏症大脑中细胞内tau病理学的断层扫描切片。右图：颜色增强以显示分子。橙色 = tau 长丝;棕色 = 有髓鞘轴突;绿色 = 亚细胞区室;蓝色 = 细胞内膜结合的细胞器。（Gilbert 等人，自然界, 2024)

“对人脑内部分子结构的初步观察为阿尔茨海默病中蛋白质的变化提供了进一步的线索。说来自利兹大学的神经科学家René Frank。

“但它也提出了一种实验方法，可以应用于更好地理解广泛的其他破坏性神经系统疾病。

研究人员使用了许多先进的成像技术来扫描阿尔茨海默氏症患者的死后脑组织，包括冷冻电子断层扫描（cryoET） – 它使用电子束的读数来绘制出在非常低的温度下固定的组织的 3D 结构。

CryoET允许成像，而不会被化学固定或脱水破坏生物组织的结构，这意味着科学家现在可以重建3D体积的组织，分辨率比一粒米小一百万倍。

“阿尔茨海默病大脑中淀粉样蛋白的光学显微镜表征已经形成了诊断和疾病分类的基础，”写研究人员在他们发表的论文中。

“人脑中淀粉样蛋白的原位结构是未知的。

死后阿尔茨海默氏症大脑中β淀粉样蛋白病理学的断层扫描切片。右图：颜色增强以显示分子。青色 = 原纤维;黄色 = 细胞外立方体颗粒;红色 = 细胞外液滴;粉红色=细胞外囊泡;深绿色 = 亚细胞区室;浅绿色 = 质膜破裂室。（Gilbert 等人，自然界, 2024)

通过仔细观察这些蛋白质，希望我们可以更好地了解这些团块是如何形成的，以及它们如何影响大脑。

在β-淀粉样蛋白中，发现了一种称为原纤维和其他结构的微观线状结构的混合物。在 tau 蛋白中，有成簇的直线状细丝，尽管排列似乎因蛋白质在哪里在大脑中。

左图：死后阿尔茨海默氏症大脑中细胞外tau病理学的断层扫描切片。右图：颜色增强以显示分子。橙色 = tau 长丝;棕色 = 有髓鞘轴突;深紫色和浅紫色 = 受损线粒体的外膜和内膜;黄色 = 推定的 Fo-F1 ATP 酶;深色 = 亚细胞区室;蓝色 = 细胞内膜结合的细胞器。（Gilbert 等人，自然界, 2024)

虽然簇彼此相似，但在空间组织上存在差异，例如tau丝的定向和扭曲方式以及β-淀粉样蛋白原纤维的大小。

这是我们第一次在这种详细程度上看到这些蛋白质，现在说所揭示的意义还为时过早。现在该技术已被证明是有效的，它可以在更广泛的大脑供体的组织上进行尝试。

这将揭示更多关于这些不同蛋白质如何看待阿尔茨海默氏症的进展– 通过比较不同时间的结构，我们应该能够看到疾病是如何发展的。

从断层扫描中绘制 tau 细丝。最左边是一片 tau 细丝的螺旋视图。（Gilbert 等人，自然界, 2024)

事实上，这项新研究背后的团队认为，这种方法可能有助于分析各种神经退行性疾病，因此我们可以期待将来听到更多有关它的信息。

“在阿尔茨海默病的早期阶段，跨越不同的大脑区域和阿尔茨海默病的早期阶段，更大的不同阿尔茨海默病供体队列可能会揭示不同结构的淀粉样蛋白的空间组织如何与个体神经病理学特征相关。写研究人员。

“将这些方法应用于其他神经退行性疾病也很重要，其中许多疾病具有相关或重叠的淀粉样蛋白神经病理学类型。

该研究已发表在自然界.

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