在阿尔茨海默病、帕金森病等疾病中，致病蛋白会形成淀粉样纤维并导致疾病发作。人们认为纤维化的发生是某种刺激的结果，但目前还不清楚是什么刺激。大阪大学研究生院工学研究科的后藤祐儿特任研究员、博士生太田朝贵、荻博次教授，新潟大学研究生院医齿学综合研究科的山本卓教授等人的研究团队发现，滚轮挤压管道输送液体的蠕动泵所引起的“剪切应力”会导致一种淀粉样纤维的形成。这一发现可推动淀粉样纤维化风险评估等。相关研究成果已发表在《npj biosensing》上。
使用蠕动泵诱导与观测淀粉样蛋白形成的系统概要（供图：大阪大学）
淀粉样变性病是一类由于致病蛋白形成淀粉样纤维并积累而引发的疾病的总称，已知包括阿尔茨海默病、帕金森病、透析相关淀粉样变性病等30多种疾病。
根据以往的研究，淀粉样蛋白纤维具有晶体状结构，是在过量的变性蛋白质的某种刺激下析出形成的。在试管内，通常采用溶液搅拌或超声波刺激的方式，但在生物体内的触发机制此前一直不明确。
研究团队在调查依赖超声波或溶液搅拌等触发因素的淀粉样蛋白形成反应时，注意到模型蛋白质鸡卵白溶菌酶只需通过蠕动泵就能形成淀粉样纤维。此外，研究团队还证实了导致帕金森病的α突触核蛋白、导致阿尔茨海默病的β淀粉样蛋白和导致透析相关淀粉样变性病的β2微球蛋白等，也能通过蠕动泵的作用形成淀粉样纤维。
通过结合蠕动泵和硫黄素T的荧光检测，以及使用硫黄素T的荧光显微镜观察的循环系统，研究团队实时观察淀粉样蛋白形成的时间变化和淀粉样蛋白聚集体的形状及其变化。论文中收录了形状与变化的视频。所有蛋白质的淀粉样纤维聚集后都会形成蓬松的絮状块，以层流形式，在直径为1mm的流路中流动并改变形状。淀粉样蛋白β的淀粉样蛋白纤维粘性特别强，可自行形成更大的团块，并吸附在观察细胞上。在β2微球蛋白中，观察到淀粉样前体像萤火虫的光一样闪烁的现象。
通过有限元法（FEM）对蠕动泵引起的剪切应力进行分析，结果表明蠕动泵引起的剪应力比普通层流高出1万倍。研究团队还通过模型计算成功再现了淀粉样纤维在循环系统中循环时的生长和稀释过程。
此次模拟结果表明，蠕动泵的蠕动运动会产生特别强的剪切应力。通用设备蠕动泵，能引发极强的剪切应力并诱导淀粉样蛋白的形成，这一结果出乎预料。
蠕动泵能导致淀粉样蛋白形成这一发现是一个全新的突破，未来需要谨慎评估医疗现场使用的蠕动泵是否包含此类风险。
生物体内存在许多微血管和淋巴管等受到强剪切应力的流路。研究认为，这些是淀粉样蛋白形成的起点，这一发现极大地促进了对生物体内淀粉样蛋白发病机制的了解，并可为淀粉样变性病的预防和治疗作出贡献。
后藤特任研究员表示：“此次通过显微镜拍摄的淀粉样蛋白动态视频，让我想起了1954年玛丽莲·梦露主演的电影《大江东去》（River of No Return）中‘木筏急流’的场景，于是我将淀粉样蛋白流命名为‘Amyloid River of No Return’。 《大江东去》的结局是圆满的。我希望通过研究人员的努力，‘Amyloid River of No Return’也能迎来一个完美的结局。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：npj biosensing
论文：Peristaltic pump-triggered amyloid formation suggests shear stresses are in vivo risks for amyloid nucleation
DOI：doi.org/10.1038/s44328-025-00027-0
