Rice University(莱斯大学)

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美国莱斯大学的科学家发现了一种观察活体细胞内部情况的新方法,这种新方法还可以看得到与帕金森病具有相关性的不溶性纤维沉积物.这个新方法的是莱斯大学2个著名实验室共同合作的结果,一个实验室专门研究可引发神经退行性疾病的蛋白质的错误折叠,另外一个则专门从事发光探测——使光谱技术能成为一个对科学家和制药公司都有价值的工具.

研究人员设计了一种钌元素分子探针.在检测神经胶质瘤细胞内的情况时,研究人员发现,探针与发生错误折叠的α-突触核蛋白结合,而这些错误折叠的α-突触核蛋白集结在一起形成纤维,破坏细胞功能.钌元素与纤维相结合形成复合物,被激光照射之后,复合物中的钌元素就会发光,这样研究人员就可以利用光致发光谱来跟踪这种化合物.

研究人员试图了解蛋白错误折叠的分子机制,但是无法监控细胞内蛋白聚合物成为这一研究的主要障碍.找到能跟踪复合物形成的探针对寻找能打破纤维集结的药物具有重要的应用价值.

2年前,作为化学与生物工程助教的Martí与莱斯大学的研究生Nathan Cook发现了一种金属化合物,当它们吸附在发生错误折叠的蛋白上面的时候就会像灯一样发光.研究包括了导致在老年痴呆症患者大脑中形成斑块的β淀粉.

以此同时,Cook与Segatori接洽,要求她加入到他的论文委员会.之后他们开始与Martí讨论相关工作,Segatori很快就看到了这种潜在的合作伙伴关系.

Segatori在研究由蛋白错误折叠所引发的疾病方面取得了重要的进展.“有报道过可用于检测这类蛋白复合物存在的化合物,但是并没有报道过这些化合物可以在细胞内使用.”Segatori说,“当你想要开发合适的治疗策略时,你希望能在活体细胞甚至是动物体内检测这种纤维复合物是否存在.很高兴能与具有这方面专长的人合作.”

“帕金森病与老人痴呆症之间的连接是自然的,尽管它们是完全不同的2种疾病,因为老年痴呆症患者的β淀粉状蛋白多肽是在细胞外的,而与帕金森病相关的α-突触核蛋白则出现在细胞内.”Martí 说,“我们常常认为,我们可以用检测β淀粉状蛋白多肽一样的技术来检测其它蛋白复合物.”

“当我们知道 Laura 成功在细胞内过表达α-突触核蛋白后,我们认为实在是太完美了,因为她有合适的系统,而我们有可用的探针.” Martí 说.

Segatori指出,钌复合物对帕金森病患者没有任何治疗效果,但是这可以帮助进一步我们了解相关的化学作用,有助于药物开发.

他们发现金属复合物可以被定制用于检测与其它退行性疾病相关的复合物.“金属复合物就像是乐高玩具,你可以按照喜好往上面添加任何东西.”Cook说.

作为一个原理证明,研究人员创造了一个帕金森病相关的体外细胞模型,发现他们的钌复合物可以在细胞内清晰地标记α-突触核蛋白.

“我们可以用它来检测我们用于防止蛋白发生错误折叠的策略,或者促进这类蛋白的降解.”Segatori说,“它将成为众多实验的有用工具.”

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