蠕動(dòng)泵流動(dòng)：淀粉樣蛋白聚集的潛在觸發(fā)因素

2025-02-19 16:32

淀粉樣變性病從患病風(fēng)險(xiǎn)到疾病發(fā)作的臨界因素往往難以明確。近日的一項(xiàng)新研究報(bào)告了一種促使致病蛋白質(zhì)發(fā)生異常聚集的關(guān)鍵誘因。

《醫(yī)學(xué)快訊》

2月18日

大阪大學(xué)（Osaka University，OU）的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)表于《npj生物傳感》（npj Biosensing）的最新研究表明，高流速液體可能驅(qū)動(dòng)易聚集蛋白質(zhì)發(fā)生黏附聚積。

研究于2025年1月31日發(fā)表在《npj Biosensing》雜志上

淀粉樣變性是阿爾茨海默病、帕金森病等重大疾病的病理基礎(chǔ)。該過(guò)程涉及淀粉樣纖維的形成，即當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)在血液或腦脊液等液體中達(dá)到高濃度（超飽和狀態(tài)）時(shí)，錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)會(huì)像晶體一樣聚集成簇。

“在老齡化社會(huì)中，淀粉樣變性引發(fā)廣泛擔(dān)憂，因老年人群罹患此類疾病的風(fēng)險(xiǎn)顯著升高，”研究第一作者 Yuji Goto 博士表示，“盡管已有研究證實(shí)超飽和狀態(tài)是淀粉樣纖維形成的必要條件，但超飽和流體中實(shí)際誘導(dǎo)蛋白質(zhì)聚集的驅(qū)動(dòng)因素仍不明確。”

為探究此問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)采用一種模擬淀粉樣蛋白形成的模型蛋白——雞卵清溶菌酶（hen egg white lysozyme），通過(guò)類似透析使用的蠕動(dòng)泵系統(tǒng)進(jìn)行循環(huán)流動(dòng)實(shí)驗(yàn)，并利用熒光檢測(cè)技術(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)泵送過(guò)程中該蛋白的淀粉樣纖維形成動(dòng)態(tài)。

依賴蠕動(dòng)泵的淀粉樣蛋白誘導(dǎo)系統(tǒng)概述：致淀粉樣蛋白的環(huán)狀流動(dòng)機(jī)制

“實(shí)驗(yàn)結(jié)果引人注目，”資深作者 Hirotsugu Ogi 解釋道，“蠕動(dòng)泵系統(tǒng)內(nèi)的流體流動(dòng)顯著促進(jìn)了雞卵清溶菌酶淀粉樣纖維的形成。”

隨后，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步驗(yàn)證了與人類疾病相關(guān)的淀粉樣形成蛋白——包括 α-突觸核蛋白（α-synuclein）、β-淀粉樣蛋白 1-40（amyloid β 1-40）及 β2-微球蛋白（β2-microglobulin），發(fā)現(xiàn)這些蛋白在蠕動(dòng)泵系統(tǒng)中同樣可形成淀粉樣纖維。計(jì)算結(jié)果表明，泵送運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的液體剪切應(yīng)力通過(guò)機(jī)械作用打破超飽和狀態(tài)，從而誘導(dǎo)淀粉樣纖維形成。

α-突觸核蛋白（αSN）與β淀粉樣蛋白40（Aβ40）的蠕動(dòng)泵依賴性淀粉樣纖維形成

(a-c) αSN實(shí)驗(yàn)結(jié)果；(d-f) Aβ40實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖中展示典型淀粉樣纖維形成特征：485 nm波長(zhǎng)處檢測(cè)的聚集動(dòng)力學(xué)曲線（a, d）、熒光顯微成像圖（b, e）及透射電鏡（TEM）圖像（c, f）

Goto 指出：“我們的研究表明，人體內(nèi)血液、腦脊液等多種體液中的剪切流體力可能驅(qū)動(dòng)淀粉樣纖維形成。”

鑒于透析等醫(yī)療操作中廣泛使用蠕動(dòng)泵，此類裝置或成為淀粉樣變性的又一誘發(fā)因素。解析剪切力對(duì)蛋白質(zhì)超飽和狀態(tài)的影響，將有助于闡明淀粉樣聚集的成核機(jī)制，并為治療策略的開發(fā)提供理論依據(jù)。

始創(chuàng)于1724年的日本大阪大學(xué)

參考文獻(xiàn)

Source：Osaka University

Peristaltic pump flow: A potential trigger for amyloid protein aggregation

Reference：

Goto, Y., Ota, T., Yuan, W. et al. Peristaltic pump-triggered amyloid formation suggests shear stresses are in vivo risks for amyloid nucleation. npj Biosensing 2, 4 (2025). https://doi.org/10.1038/s44328-025-00027-0

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原文標(biāo)題 : 蠕動(dòng)泵流動(dòng)：淀粉樣蛋白聚集的潛在觸發(fā)因素