'자발적인 화학'이 알츠하이머를 유발할 수 있습니다
수십 년의 연구에도 불구하고 알츠하이머 병은 여전히 많은 수수께끼를 가지고 있습니다. 최근 연구에 따르면 단백질 화학에 대한 자발적인 변화가 알츠하이머 병의 신경 학적 특징을 설명하는 데 도움이 될 수 있는지 여부를 묻습니다.
알츠하이머 병은 가장 흔한 형태의 치매입니다. 현재 미국에서 약 550 만 명이 영향을 받고 있습니다.
현재로서는 치료법이 없으며 연구자들은 여전히 알츠하이머 병을 일으키는 원인을 파악하기 위해 노력하고 있습니다.
의학 연구의 주된 초점은 알츠하이머 뇌의 단백질 기반 마커 인 플라크와 엉킴이었습니다.
최근 발표 된 논문 ACS 중앙 과학에서는 이러한 기능이 '자발적인 화학'이라고 부르는 이유로 인해 발생할 수 있는지 묻습니다.
플라크와 엉킴
플라크는 베타-아밀로이드라는 단백질로 구성됩니다. 일반적으로이 단백질은 세포에 의해 제거되지만 알츠하이머의 뇌에서는 신경 세포 사이에 덩어리로 서로 달라 붙습니다.
타우라고 불리는 단백질은 뇌 세포 내부에서 발생하는 신경 섬유 엉킴을 형성합니다. Tau는 세포를 지원하는 길고 얇은 관형 구조 인 미세 소관과 관련이 있습니다.
알츠하이머 병에서는 타우가 변형되고 미세 소관이 제대로 형성되지 않습니다. 대신 꼬인 필라멘트를 형성합니다.
알츠하이머의 단백질 마커에 대한 비교적 좋은 이해에도 불구하고 왜 발생하는지는 아직 명확하지 않습니다.
현재 연구의 선임 연구원 인 Ryan R. Julian 교수는“베타-아밀로이드 축적에 기반한 지배적 이론은 수십 년 동안 존재 해 왔으며 그 이론에 기반한 수십 건의 임상 시험이 시도되었지만 모두 실패했습니다.”
리소좀 저장
플라크와 엉킴은 거의 가명이지만 알츠하이머 병의 또 다른 측면 인 리소좀 저장은 잘 알려져 있지 않습니다.
세포 내에서 발견되는 리소좀은 본질적으로 효소 주머니입니다. 그들은 오래되거나 깨진 단백질을 잘라내어 재활용을 위해 구성 부품을 보내어 세포 폐기물 처리 시스템으로 작동합니다.
때로는 리소좀이 실패합니다. 유전 적 돌연변이가 효소의 생성을 방해하면 리소좀 저장 질환을 생성합니다.
이러한 드문 조건에서 단백질은 분해되기 위해 리소좀에 들어가지만 관련 효소가 결함이 있거나 존재하지 않기 때문에 단백질은 리소좀 내부에 머물러서 기능을 방해합니다. 세포는이 오류를 기록하고 새로운 리소좀을 생성합니다. 그것도 실패하면 프로세스가 반복됩니다.
시간이 지남에 따라 세포는 결함이있는 리소좀으로 채워져 죽습니다. 이것이 분열하지 않는 뉴런에서 발생하면 죽을 때 대체되지 않습니다.
"리소좀 저장 장애 […]를 앓고있는 사람들의 뇌와 알츠하이머 병 환자의 뇌는 리소좀 저장 측면에서 비슷합니다."
Ryan R. Julian 교수
이 연구의 저자에 따르면 이러한 유사점에는 "실패한 리소좀 체의 다작 저장, 노인성 플라크 축적, 신경 섬유 엉킴 형성"이 포함됩니다.
그들은 계속해서“사실 리소좀 저장 (뉴런에서)의 주사 전자 현미경 이미지는 사실상 두 질병을 구별 할 수 없습니다.”
미묘하고 자발적인 화학
리버 사이드에있는 캘리포니아 대학의 연구자들은 베타-아밀로이드와 타우가 리소좀이 분해하는 것을 막는 화학적 변화를 겪고 있다고 믿습니다. 특히, 그들은 이성 질화 또는 에피 머화를 겪습니다.
자연적으로 발생할 수있는 이러한 화학적 변화 모두에서 단백질을 구성하는 아미노산이 변경됩니다.
변화는 미묘하지만 고도로 특이적인 효소가 분해하는 것을 막기에 충분합니다. Julian 교수는“오른손에 왼손 장갑을 끼는 것과 같다”고 설명합니다.
자발적인 화학적 변화는 알츠하이머 병과 관련된 단백질과 같이 수명이 긴 단백질에서 발생할 가능성이 가장 높습니다.
과학자들은 베타-아밀로이드와 타우가 이러한 변화를 경험한다는 것을 알고 있지만, 줄리안 교수에 따르면,“이러한 변형이 리소좀이 단백질을 분해하는 것을 막을 수 있는지 여부를 조사한 사람은 아무도 없습니다.”
중요한 것은 리소좀 저장은 플라크가 형성되기 전에 발생하며, 저자는 리소좀 기능 장애가 인과 적 역할을 할 수 있음을 암시한다고 생각합니다.
이성질체 및 에피 머
질량 분석법과 액체 크로마토 그래피를 사용하여 과학자들은 예측 한 바와 같이 베타-아밀로이드 및 타우의 이성 질화 또는 에피 머화 버전이 리소좀 효소에 의해 분해되지 않음을 입증했습니다.
그들은 또한 살아있는 마우스 세포의 리소좀에 대한 테스트를 실행했습니다. 다시 한번, 화학적으로 변형 된 단백질은 리소좀의 효소 적 힘에 영향을받지 않았습니다.
“장수명 단백질은 나이가 들어감에 따라 더 문제가되고 알츠하이머 병 […]에서 볼 수있는 리소좀 저장을 설명 할 수 있습니다. 우리가 옳다면이 질병의 치료와 예방을위한 새로운 길을 열 것입니다.”
Ryan R. Julian 교수
저자들은이 새로운 접근 방식이 언젠가 알츠하이머 약물의 새로운 물결을 일으킬 수 있기를 희망합니다.
Julian 교수는 단백질을 재활용하여 리소좀 저장을 방지 할 수 있다고 믿습니다.“그러면 이러한 화학적 변형을 거치기에 충분히 오래 앉아 있지 않습니다. 현재는 이러한 재활용을 촉진 할 수있는 약물이 없습니다.”
이 연구는 알츠하이머 병이 시작되는 방법과 이유에 대한 신선한 통찰력을 제공합니다. 그러나 타우와 베타-아밀로이드의 리소좀 저장과 자발적인 화학적 변화를 조사한 연구는 이번이 처음이기 때문에 효과적인 개입으로 이어지기까지는 시간이 걸릴 것입니다.
