這些被稱為“淀粉樣蛋白原纖維”，由臭名昭著的淀粉樣蛋白β肽和Tau蛋白形成，它們是開發(fā)用于治療阿爾茨海默氏病和類似疾病的療法中最受歡迎的兩個靶標。

β淀粉樣蛋白和Tau蛋白通常在大腦中產(chǎn)生。但是，這些蛋白質(zhì)可能開始相互纏結(jié)，形成龐大的原纖維結(jié)構(gòu)。當發(fā)生這種情況時，它們會引起諸如阿爾茨海默氏病和其他神經(jīng)退行性疾病的疾病。

通過從一個細胞移動到另一個細胞，原纖維結(jié)構(gòu)遍布整個大腦。人們認為這會導致神經(jīng)元退化，導致腦部損傷和認知障礙(如記憶力減退)，研究工作通常集中在阻斷這些過程以減緩疾病的進展。

我們現(xiàn)在知道這些淀粉樣蛋白原纖維可以多種形狀和結(jié)構(gòu)存在，表現(xiàn)出不同的不同特性，這可以解釋為什么阿爾茨海默氏癥和帕金森氏病患者表現(xiàn)出不同的臨床癥狀。因此，捕獲這種多樣性并與人類疾病癥狀或疾病模型中這些物種的生物學活性相關(guān)聯(lián)，對于理解疾病機理以及開發(fā)新的療法和診斷方法具有重要意義。

考慮到淀粉樣蛋白原纖維的重要性，已經(jīng)進行了許多努力以盡可能詳細地可視化它們，從而獲得關(guān)于其結(jié)構(gòu)的見解。弄清它們的結(jié)構(gòu)細節(jié)可能會導致檢測薄弱點，這些薄弱點可以作為治療目標，并為開發(fā)更可靠的診斷工具鋪平了道路。然而，盡管進行了大量工作，但是由于生物樣品中原纖維的復雜性質(zhì)和異質(zhì)性，對其成像和捕獲非常困難。

金的方式(納米粒子)

現(xiàn)在，EPFL的Francesco Stellacci和Hilal Lashuel小組的科學家找到了解決方案。在PNAS上發(fā)表的一篇突破性論文中，研究人員表明，直徑約3 nm的金兩性陰離子納米粒子具有獨特的能力，可以有效地標記處于水合狀態(tài)的淀粉樣蛋白原纖維的邊緣。這使得各種淀粉樣蛋白原纖維的可視化變得容易。

該研究項目由博士生Urszula Cendrowska和Paulo J. Silva博士領(lǐng)導。

這可以通過使用特殊形式的TEM(稱為“低溫透射電子顯微鏡”(cryo-EM))對裝飾有納米顆粒的原纖維進行成像來實現(xiàn)。此處的主要區(qū)別在于，在低溫EM中，樣品(此處為原纖維)首先被快速冷凍至非常低的溫度，并且可以在其“自然”狀態(tài)下可視化，而無需事先固定或染色。

在金納米顆粒的高效結(jié)合和cryo-EM的功能之間，科學家們能夠獲得原纖維的圖像，并以前所未有的清晰度揭露它們的多樣性。這包括實驗室中生長的原纖維以及患者的實際尸體組織。

Stellacci說：“我們的發(fā)現(xiàn)揭示了無細胞系統(tǒng)中產(chǎn)生的原纖維與分離自患者的原纖維之間的顯著形態(tài)差異?！薄斑@支持了當前的觀點，即生理環(huán)境在確定不同類型的淀粉樣原纖維中起著重要作用?！?/p>

Lashuel說：“這些進展為闡明淀粉樣蛋白菌株的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)和毒性鋪平了道路。”“納米粒子是在低溫條件下快速成像和分析不同類型樣品中淀粉樣蛋白形態(tài)多態(tài)性的強大且急需的工具，特別是從人源病理聚集物中分離的復雜樣品?！?/p>