研究人员发现，被认为会引起阿尔茨海默病等神经退行性疾病的淀粉样蛋白聚集体的毒性有强有弱，而这种毒性的大小是由一个氢原子大小的运动幅度的差异引起的。
日本量子科学技术开发机构（QST）量子生命科学研究所的松尾龙人主任研究员、法国劳厄-朗之万研究所的Alessio De Francesco博士，以及法国格勒诺布尔·阿尔卑斯大学的Judith Peters教授等人组成的联合研究团队在针对淀粉样蛋白聚集体的研究中全球首次发现，对细胞具有不同毒性强度的聚集体之间，原子运动的幅度和速度存在差异。松尾主任研究员介绍说：“目前，阿尔茨海默病的治疗药物中有靶向神经递质的药物，而抑制聚集体形成的药物还在开发之中。此次发现了控制毒性强度的原子运动。通过研究聚集体本身，今后也许能开发出延缓或阻止病情进展的药物。”相关研究成果已经发布在Frontiers in Molecular Biosciences上。
根据此次的研究成果推测的原子运动不同导致淀粉样蛋白聚集体细胞毒性差异的机理（供图：日本量子科学技术开发机构量子生命科学研究所）
阿尔茨海默病（AD）是一种常见神经退行性疾病，每200人中就有1人受到影响，全球每7秒就有1人发病，已成为严重的社会问题。它被认为是淀粉样蛋白聚集体破坏周围的细胞而引起的。作为淀粉样蛋白的模型，据报告，由在酸性条件下聚集和分散溶菌酶的纤维组成的聚集体A细胞毒性较弱，而在中性条件下聚集溶菌酶，由短纤维集结形成的聚集体N细胞毒性较强。然而，关于细胞毒性为何存在差异，尽管有人提出了“强毒性聚集体的运动比弱毒性聚集体更激烈”的假说，但此前并没有实际验证过。
为了确认这个假说，研究团队利用劳厄-朗之万研究所世界最大规模研究用反应堆中设置的中子非弹性散射装置，在原子层面分析了聚集体的运动。分析发现，毒性强的聚集体，原子的运动幅度更大，速度更快。运动速度相差1.5倍左右，运动幅度相差约1埃。也就是说，约1个氢原子大小的微小差异决定了聚集体的性质。
聚集体会与细胞膜结合引起毒性，但这种结合需要构成聚集体的蛋白质运动，变成容易与细胞结合的形状。毒性强的聚集体会快速到达细胞膜，通过大幅度运动（变化）变成容易与细胞结合的形状，发挥细胞毒性。数百皮秒时间尺度的运动差异会造成3倍的毒性差异。
松尾主任研究员表示：“我们今后打算在计算机上进行模拟等，并与可以做动物实验的研究室推进联合研究，以开发新的治疗药物和治疗方法。”
原文：《科学新闻》
翻译编辑：JST客观日本编辑部
