一次一個(gè)蛋白質(zhì)，揭開神經(jīng)退行性疾病的秘密

2023-11-20 15:53

新研究通過使用一種創(chuàng)新的技術(shù)，可以一次一個(gè)蛋白質(zhì)檢測(cè)神經(jīng)退行性疾病聚集物。這種技術(shù)可能使其成為研究與各種疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)聚集物的有價(jià)值的工具。

《醫(yī)學(xué)快訊》

11月17日消息

蛋白質(zhì)錯(cuò)誤折疊和聚集在一起是阿爾茨海默病和帕金森病等多種神經(jīng)系統(tǒng)疾病的一個(gè)關(guān)鍵特征。

這些疾病涉及形成小的、潛在有害的結(jié)構(gòu)，稱為低聚物，可以作為早期診斷的有價(jià)值的指標(biāo)。然而，它們非常小，比健康的非聚集蛋白質(zhì)更罕見。這使得很難準(zhǔn)確地檢測(cè)和測(cè)量它們。

在與優(yōu)時(shí)比（UCB Biopharma，比利時(shí)的一家生物醫(yī)藥公司）的合作中，來自愛丁堡大學(xué)（University of Edinburgh，Edin） Horrocks 團(tuán)隊(duì)的研究人員提出了一種創(chuàng)新的解決方案，稱為“單分子雙色聚集物下拉”（ single-molecule two-color aggregate pull-down），或簡(jiǎn)稱 STAPull。研究結(jié)果近日發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）雜志上。

研究于2023年11月15日發(fā)表在《Science Advances》（最新影響因子：13.6）雜志上

這項(xiàng)尖端技術(shù)通過檢測(cè)被固定（固定在一定位置）的蛋白質(zhì)，并使用特定的檢測(cè)抗體以不同的顏色進(jìn)行標(biāo)記。通過使用靈敏的顯微鏡仔細(xì)分析這些顏色重疊的信號(hào)，研究人員可以區(qū)分和定量聚集的蛋白質(zhì)，同時(shí)排除個(gè)別的、非聚集的蛋白質(zhì)。

為了進(jìn)行測(cè)試，科學(xué)家們使用了與帕金森病相關(guān)的 α-突觸核蛋白，發(fā)現(xiàn) STAPull 可以在生理相關(guān)濃度下檢測(cè)這些聚集物。此外，STAPull 并不局限于特定類型的樣本，但可以應(yīng)用于廣泛的樣本，包括來自人類的生物體液。這種多功能性使其成為研究與各種疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)聚集物的有價(jià)值的工具。

通過使研究人員能夠檢測(cè)和量化蛋白質(zhì)聚集物，STAPull 為識(shí)別生物標(biāo)志物提供了新的可能性，這些生物標(biāo)志物可用于早期診斷這些令人衰弱的疾病，這可能是對(duì)抗這些疾病的關(guān)鍵。

主要作者，愛丁堡大學(xué)化學(xué)學(xué)院埃迪·沃森爵士研究基金會(huì)的榮譽(yù)研究員（Lady Edith Wolfson Research Fellow）Rebecca Saleeb 博士說：

“目前，根據(jù)患者的癥狀診斷為神經(jīng)退行性疾病，當(dāng)疾病發(fā)展到晚期，不可逆的細(xì)胞損傷已經(jīng)發(fā)生時(shí)就會(huì)出現(xiàn)癥狀。”

“在這項(xiàng)工作中，我們提出了一種替代技術(shù)，STAPull，可以通過人體體液檢測(cè)神經(jīng)退行性疾病。我們很高興繼續(xù)開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)，并探索它是否可以幫助癥狀前診斷。”

主要作者，愛丁堡大學(xué)化學(xué)學(xué)院博士后研究員 Ji-Eun Lee 博士說：

“神經(jīng)退行性疾病的早期診斷是增加治療選擇范圍、提高長(zhǎng)期生存率和獨(dú)立性以及改善生活質(zhì)量的關(guān)鍵。我們的新技術(shù)，STAPull，改進(jìn)了檢測(cè)，特別是早期的低聚物，這是潛在的更有害的，但不能用現(xiàn)有的方法檢測(cè)。我們很高興將這一工具應(yīng)用于廣泛樣本中的神經(jīng)退行性疾病的早期診斷，包括來自人類的生物體液。”

Mathew Horrocks 博士

資深作者、愛丁堡大學(xué)生物物理化學(xué)高級(jí)講師、Horrocks 實(shí)驗(yàn)室組長(zhǎng) Mathew Horrocks 博士說：

“這篇論文是與 UCB Biopharma 合作的結(jié)果，他們?yōu)槲覀兊膱F(tuán)隊(duì)提供了專業(yè)知識(shí)和一系列高度特異性的抗體。使用這種方法，我們現(xiàn)在能夠直接可視化聚集物，也能識(shí)別它們組成的蛋白質(zhì)。這將利用檢測(cè)單個(gè)分子的能力改變未來的診斷方法。”

創(chuàng)立于1583年的蘇格蘭愛丁堡大學(xué)

參考文獻(xiàn)

Source：University of Edinburgh

Unravelling the secrets of neurodegenerative diseases, one protein at a time

Reference：

Rebecca S. Saleeb et al. ,Two-color coincidence single-molecule pulldown for the specific detection of disease-associated protein aggregates.Sci. Adv.9,eadi7359(2023).DOI:10.1126/sciadv.adi7359

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原文標(biāo)題 : 一次一個(gè)蛋白質(zhì)，揭開神經(jīng)退行性疾病的秘密