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近 120 年前，阿洛伊斯·阿爾茨海默（Alois Alzheimer）報(bào)告了他通過研究一位我們現(xiàn)在所說的“阿爾茨海默病”患者的大腦所得到的結(jié)果，目前研究人員仍在努力了解這種疾病以及它如何影響大腦功能。

西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室

2023年2月20日消息

在美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室（Pacific Northwest National Laboratory，PNNL），科學(xué)家們正在研究與大腦退行性疾病（如阿爾茨海默病）相關(guān)的蛋白質(zhì)，以幫助解開這些謎團(tuán)。

他們的研究領(lǐng)域被稱為“蛋白質(zhì)組學(xué)”（Proteomics），專注于探索蛋白質(zhì)的相互作用、功能、組成和結(jié)構(gòu)。他們的發(fā)現(xiàn)最終會使這種疾病和其他疾病的診斷、治療和預(yù)防變得更容易。

例如，我們不知道為什么有些人的大腦有阿爾茨海默病的神經(jīng)病理跡象，但他們的大腦可以繼續(xù)正常運(yùn)作，而另一些人則遭受失智癥的影響。

作為全國各地醫(yī)學(xué)院合作網(wǎng)絡(luò)的一部分，PNNL 的科學(xué)家們正在分析之前從 1，800 多人身上采集的血液樣本和腦組織。他們的研究試圖從大數(shù)據(jù)集中確定分子水平的模式，以了解導(dǎo)致失智癥進(jìn)展的原因。

研究人員準(zhǔn)備將樣本放入質(zhì)譜儀中進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析

更具體地說，他們正在努力識別在大腦抵御疾病影響的能力中起作用的蛋白質(zhì)，這種能力被稱為認(rèn)知彈性（Cognitive Resilience）。

研究蛋白質(zhì)可以為理解疾病提供寶貴的線索，因?yàn)檫@些復(fù)雜的分子幾乎控制著細(xì)胞活動的每一個(gè)方面。每天有近 20，000 種蛋白質(zhì)在工作以維持我們的生命，每種蛋白質(zhì)都由數(shù)百種化學(xué)成分組成。

在蛋白質(zhì)組裝過程中，是什么導(dǎo)致了不完美，以及這些不完美是如何導(dǎo)致一系列疾病的，我們還需要了解很多。例如，在阿爾茨海默病中，一些癥狀是由于蛋白質(zhì)形狀的變化導(dǎo)致它們不能正常工作。

研究人員及其合作者為 1，800 例患者中的每例及其失智癥進(jìn)展生成了分子水平的圖譜。通過分析這些圖譜，科學(xué)家們確定了患者大腦和血液中蛋白質(zhì)和其他分子的三種不同變化模式。這些模式可以幫助預(yù)測疾病的嚴(yán)重程度和未來的癥狀。他們的研究還揭示了可能使個(gè)體傾向于這些模式的遺傳因素。

通過更多地了解哪些患者具有更高的認(rèn)知彈性及其原因，這樣的研究有助于推進(jìn)潛在的阿爾茨海默病治療，這些治療以幫助大腦預(yù)防失智癥的特定蛋白質(zhì)為靶點(diǎn)。

這項(xiàng)研究依賴于 PNNL 分析大數(shù)據(jù)集的計(jì)算能力和蛋白質(zhì)組學(xué)能力，包括用于生成數(shù)據(jù)的強(qiáng)大科學(xué)儀器。其中最重要的是EMSL的質(zhì)譜儀，環(huán)境分子科學(xué)實(shí)驗(yàn)室，能源部科學(xué)辦公室在 PNNL 的用戶設(shè)施。科學(xué)家們使用質(zhì)譜儀來鑒定和表征蛋白質(zhì)。

例如，大腦中有一種蛋白質(zhì)，β－淀粉樣蛋白，會聚集在一起并沉積在阿爾茨海默病患者的大腦中，盡管沒有人知道原因。這些被稱為斑塊的沉積物最初是由阿爾茨海默發(fā)現(xiàn)的，最初被認(rèn)為是大腦功能惡化的原因。

然而，靶向 β－淀粉樣蛋白的試驗(yàn)已失敗，這意味著情況更為復(fù)雜。這一蛋白質(zhì)片段的真正作用尚不清楚。

在一項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)檢查了捐贈用于研究的 1，000 多個(gè)大腦中不同形式的 β－淀粉樣蛋白。他們只仔細(xì)觀察了那些沒有斑塊沉積證據(jù)的人，發(fā)現(xiàn)了高水平的可溶性相同蛋白質(zhì)與認(rèn)知能力下降的速度之間的相關(guān)性。

這些結(jié)果提示涉及 β－淀粉樣蛋白的其他機(jī)制影響認(rèn)知。

像  PNNL 這樣的基礎(chǔ)研究正在幫助我們理解阿爾茨海默病和其他疾病復(fù)雜的內(nèi)部運(yùn)作。那些推動科學(xué)發(fā)現(xiàn)的人，以及他們的貢獻(xiàn)如何給我們帶來了更長壽、更健康的生活的希望，令人深受鼓舞。

創(chuàng)立于1965年的西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室

參考文獻(xiàn)

Source：Pacific Northwest National Laboratory

PNNL Scientists Work To Understand Alzheimer’s， Degenerative Brain Disorders

https：／／www．pnnl．gov／news－media／pnnl－scientists－work－understand－alzheimers－degenerative－brain－disorders

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       原文標(biāo)題 : 通過蛋白質(zhì)組學(xué)研究阿爾茨海默病