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費(fèi)城—事實(shí)證明,并不是所有的tau蛋白堆積都是壞的,賓夕法尼亞大學(xué)佩雷??爾曼醫(yī)學(xué)院的一組研究人員開發(fā)了一種方法來證明這一點(diǎn)。研究人員使用哺乳動(dòng)物細(xì)胞模型,將極高分辨率的顯微鏡與機(jī)器學(xué)習(xí)相結(jié)合,顯示出tau實(shí)際上是人體正常生理的一部分時(shí)實(shí)際上會(huì)形成小的聚集體。通過這種方式,他們可以區(qū)分健康狀況下發(fā)生的聚集體與神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)的聚集體,從而為篩選可能破壞有害聚集體的治療方法敞開了大門。這項(xiàng)研究發(fā)表在美國國家科學(xué)院院刊上。
這項(xiàng)研究的資深作者,生理學(xué)副教授Melike Lakadamyali博士說:“沒有很多工具可以可視化細(xì)胞內(nèi)小的病理性蛋白質(zhì)聚集體。”“但是通過超分辨率顯微鏡的機(jī)器學(xué)習(xí),我們相信我們已經(jīng)能夠證明tau既可以形成正常的生理聚集體,又可以形成獨(dú)特的病理聚集體。這樣做,我們創(chuàng)造了一種有用的方法,可以作為新研究的基礎(chǔ)進(jìn)入針對tau相關(guān)病理的適當(dāng)治療方法。”
Tau是一種附著在軸突微管結(jié)構(gòu)上的蛋白質(zhì)-就像神經(jīng)細(xì)胞中的高速公路一樣。以前,人們認(rèn)為tau聚集體只有在tau從微管中掉落時(shí)才形成。這些與一些神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān),包括阿爾茨海默氏病和其他類型的癡呆癥。但是,事實(shí)證明,小的tau聚集體也可以在外部疾病條件下形成。
該研究的主要作者,拉卡達(dá)米利實(shí)驗(yàn)室的博士生梅麗娜·塞奧尼·吉帕拉基說:“從本質(zhì)上講,能夠分辨出哪些tau聚集物是健康人的神經(jīng)系統(tǒng)的一部分,而哪些形成了有害的聚集物,這是有價(jià)值的。”“不幸的是,在細(xì)胞內(nèi)部還沒有足夠敏感的過程來區(qū)分。因此,我們著手使用哺乳動(dòng)物細(xì)胞模型來創(chuàng)建一個(gè)。”
首先,研究人員使用超高分辨率顯微鏡,能夠觀察單個(gè)分子以區(qū)分生理和病理低聚物(分子形式)。單體,二聚體和三聚體是分別由一個(gè),兩個(gè)和三個(gè)tau分子組成的低聚物,最有可能最終與健康的生理狀況相關(guān),因?yàn)樗鼈兣c微管和正常功能相關(guān)。
當(dāng)研究小組研究與哺乳動(dòng)物細(xì)胞模型有關(guān)的tau結(jié)構(gòu)時(shí),該結(jié)構(gòu)近似于額顳癡呆,伴有與17號(hào)染色??體相關(guān)的帕金森氏癥(FTDP-17)-一種與tau聚集有關(guān)的疾病-該結(jié)構(gòu)更大且更復(fù)雜。這些似乎是破裂的病理性tau聚集體。
建立了配置差異后,研究人員創(chuàng)建了一種機(jī)器學(xué)習(xí)算法,僅根據(jù)形狀即可對病理性tau聚集體進(jìn)行分類。此外,他們使用的抗體可以檢測和區(qū)分tau聚集體何時(shí)變成“高磷酸化”-當(dāng)它們吸收大量磷酸基團(tuán)并趨于有害分解時(shí)。結(jié)合這些方法表明,與其他形狀的tau聚集體相反,在某些氨基酸上含有磷酸根的tau更有可能形成線性纖絲,較薄的結(jié)構(gòu)。
標(biāo)簽: tau聚集體
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