洛桑联邦理工学院尼克·帕帕乔治 淀粉样β肽聚集成淀粉样纤维，形成致密的淀粉样斑块
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信用:iStock照片 EPFL科学家开发出了强大的工具来揭示淀粉样纤维的多样性，这种纤维与阿尔茨海默病和其他神经退行性疾病有关
科学家们取得了突破性进展，他们开发了结合低温透射电子显微镜的金纳米粒子，以提供快速、前所未有的原纤维图像
阿尔茨海默病的特征之一是脑细胞之间存在结状结构
这些被称为“淀粉样纤维”，由臭名昭著的淀粉样β肽和Tau蛋白形成，这是开发治疗阿尔茨海默氏症和类似疾病的疗法的两个最受欢迎的目标
淀粉样蛋白β和Tau通常都是在大脑中产生的
然而，这些蛋白质会开始相互缠结，形成庞大的原纤维结构
当这种情况发生时，它们会引起诸如阿尔茨海默氏病和其他神经退行性疾病等疾病
原纤维结构通过从一个细胞转移到另一个细胞而遍布整个大脑
这被认为会导致神经元退化，导致脑损伤和认知障碍，如记忆丧失，研究工作通常集中在阻断这些过程以减缓疾病的进展
我们现在知道，这些淀粉样原纤维可以以多种形状和结构存在，表现出不同的独特性质，这可以解释为什么阿尔兹海默氏症和帕金森氏症患者表现出不同的临床症状
因此，捕捉这种多样性并将其与人类疾病症状或疾病模型中这些物种的生物活性相关联，对于理解疾病机制和开发新的治疗和诊断方法具有重要意义
考虑到淀粉样纤维的重要性，已经有许多努力尽可能详细地观察它们，以便获得关于它们结构的见解
解开它们的结构细节可能会导致发现可以作为治疗目标的薄弱点，并为开发更可靠的诊断工具铺平道路
然而，尽管做了大量的工作，成像和捕捉生物样品中的原纤维的多样性已被证明是非常困难的，因为它们的性质复杂和异质性
金(纳米粒子)的方式 现在，来自EPFL的弗朗切斯科·斯特拉奇和希拉·拉舒尔团队的科学家们已经找到了解决方案
在PNAS发表的一篇突破性论文中，研究人员表明直径约为3纳米的金两亲性阴离子纳米粒子具有独特的能力，可以有效地标记处于水合状态的淀粉样原纤维的边缘
这使得不同的淀粉样纤维更容易可视化
该研究项目由博士领导
D
学生乌尔苏拉·森德鲁斯卡和博士
Paulo J
森林
这是可能的，通过使用一种叫做“低温透射电子显微镜”的特殊形式的透射电子显微镜对纳米粒子修饰的原纤维进行成像
这里的主要区别是，在冷冻电镜中，样品——这里是原纤维——首先被快速冷冻到非常低的温度，并且可以在它的“自然”状态下被可视化，而不必事先固定或染色
在金纳米粒子的高效结合和低温电磁的能力之间，科学家们能够获得纤维的图像，并以前所未有的清晰度揭示它们的多样性
这包括在实验室中生长的原纤维以及来自病人死后组织的原纤维
“我们的发现揭示了无细胞系统产生的原纤维和从患者体内分离出来的原纤维之间惊人的形态差异，”斯特拉奇说
这支持了当前的观点，即生理环境在决定不同类型的淀粉样纤维中起着重要作用
" “这些进展为阐明淀粉样蛋白菌株的结构基础和毒性铺平了道路，”拉舍尔说
“纳米粒子是一种功能强大且急需的工具，可用于在低温条件下对不同类型样本中的淀粉样蛋白形态多态性进行快速成像和分析，尤其是从人类来源的病理聚集体中分离出的复杂样本
"
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