摘要:由剑桥大学、伦敦大学学院、弗朗西斯·克里克研究所和蒙特利尔综合理工学院组成的团队,现已开发出一种先进成像方法,能够可视化、计数并比对这些难以捕捉的团块。一位研究人员将这项突破形容为"犹如在白昼观星"。
科学家首次直接观测到据信会引发帕金森病的难以捕捉的蛋白质团块,为了解该病症如何在大脑中扎根提供了窗口。
科学家首次成功直接观测并测量了据信会引发帕金森病发病的蛋白质团块,这一突破为了解这种快速增长的神经系统疾病带来重大飞跃。
这些被称为 α- 突触核蛋白寡聚体的微观结构,长期以来被怀疑是帕金森病在大脑中启动的元凶。然而直到现在,研究人员始终未能在人类脑组织中直接探测到它们。
由剑桥大学、伦敦大学学院、弗朗西斯·克里克研究所和蒙特利尔综合理工学院组成的团队,现已开发出一种先进成像方法,能够可视化、计数并比对这些难以捕捉的团块。一位研究人员将这项突破形容为"犹如在白昼观星"。
发表于《自然-生物医学工程》的这项发现,有望揭示帕金森病如何在大脑中扩散的新细节,并助力早期诊断工具与未来疗法的开发。目前英国约有 16.6 万人罹患帕金森病,且数量持续增长。全球患者总数预计到 2050 年将达到 2500 万。现有药物虽可缓解震颤、肌肉僵硬等症状,但仍无能够延缓或阻止疾病本身进展的疗法。
一个多世纪以来,医生们一直通过名为路易体的大型蛋白质沉积物来识别帕金森病。但科学家怀疑更小、更早形成的寡聚体才是导致脑细胞损伤的真凶。此前这些寡聚体因仅数纳米大小而无法被观测。
“路易体是帕金森病的标志,但它们本质上告诉你疾病曾到过何处,而非当前所在。”共同领导该研究的剑桥大学化学系史蒂文·李(Steven Lee)教授解释道:“若能观测最早期的帕金森病变,将极大增进我们对疾病大脑发展过程及潜在治疗途径的理解。”
李教授与团队开发的 ASA-PD(帕金森病聚集体先进检测)技术,采用超灵敏荧光显微镜检测分析遗体脑组织中的数百万个寡聚体。由于寡聚体信号极微弱,该技术通过最大化信号、降低背景干扰,将灵敏度提升至可观测单个 α- 突触核蛋白寡聚体的水平。
“这是我们首次能在此尺度下直接观察人脑组织中的寡聚体:如同在白昼观星。”共同第一作者丽贝卡·安德鲁斯(Rebecca Andrews)博士表示:“这为帕金森研究开启了新大门。”
研究团队检测了帕金森病患者的遗体脑组织样本,并与同龄健康个体对比。他们发现寡聚体既存在于患者大脑,也存在于健康大脑。关键差异在于患者样本中的寡聚体尺寸更大、荧光更强、数量更多,提示其与疾病进展存在直接关联。
团队还发现仅存在于患者脑中的寡聚体亚类,这可能是帕金森病最早期的可视标志——甚至出现在症状显现前数年。
“该方法不仅提供静态快照,”共同领导研究的蒙特利尔综合理工学院吕西安·韦斯(Lucien Weiss)教授强调:“更绘制出全脑蛋白质变化的全景图谱。类似技术还可应用于阿尔茨海默病、亨廷顿病等其他神经退行性疾病。寡聚体向来如同草堆藏针,如今我们既知针在何处,便能精准靶向大脑特定区域的细胞类型。”
“理解人类疾病的唯一途径就是直接研究人脑,但鉴于其极度复杂性,这极具挑战。”弗朗西斯·克里克研究所的索尼娅·甘地(Sonia Gandhi)教授补充道:“我们期待突破技术壁垒后,能真正解析蛋白质团块的形成机制、时空规律及其如何改变大脑环境最终导致疾病。”
研究支持: 该研究部分获“帕金森病科学协同计划”、迈克尔·J·福克斯基金会以及英国研究与创新署下属医学研究理事会的资助。研究人员特别感谢向脑组织库捐赠样本的患者、家属及护理人员,他们的无私奉献使本研究成为可能。
参考文献:《帕金森病患者脑组织中α-突触核蛋白寡聚体的大尺度可视化研究》,作者:Rebecca Andrews、Lucien E. Weiss、Sonia Gandhi and Steven F. Lee 等,2025年9月31日发表于《自然-生物医学工程》。DOI: 10.1038/s41551-025-01496-4
来源:康嘉年華一点号