研究人员首次直接看到并测量了被认为引发帕金森病的蛋白质簇，这标志着理解世界上增长最快的神经疾病的一个重要里程碑。这些被称为α-突触核蛋白低聚物的微观簇，长期以来被怀疑是帕金森氏症的起点，但直到现在，它们在人脑组织中仍然无法检测到。
来自UCL剑桥大学、Francis Crick研究所和蒙特利尔理工大学的一个团队开发了一种强大的成像方法，允许科学家可视化、计数和比较人脑组织中的这些蛋白质块。一名研究人员将这一突破描述为“就像能够在大白天跳眼冒金星舞”
发表于自然生物医学工程这项发现可能会改变科学家研究帕金森氏症的方式，为帕金森氏症如何在大脑中传播提供新的见解，并为早期诊断和更有针对性的治疗铺平道路。
帕金森病:一个日益增长的全球健康挑战
在英国，目前有超过166，000人与帕金森病一起生活，预计到2050年，全球总人数将达到2，500万。虽然现有的药物可以缓解颤抖和僵硬等症状，但没有一种药物可以阻止或减缓疾病的发展。
一个多世纪以来，医生通过被称为路易体的大量蛋白质沉积的存在来识别帕金森氏症。然而，研究人员一直认为，较小的早期低聚物实际上可能会对脑细胞造成损害。直到现在，这些只有几纳米长的微观结构是不可能直接观察到的。
在帕金森病的早期阶段
“路易体是帕金森氏症的标志，但它们本质上是告诉你疾病曾经在哪里，而不是现在在哪里，”剑桥大学优素福·哈米德化学系的史蒂文·李教授说，他是这项研究的共同领导者。“如果我们能够观察到帕金森病的早期阶段，那将会告诉我们更多关于这种疾病在大脑中如何发展的信息，以及我们可能如何治疗它。”
为了实现这一目标，研究人员创造了一种称为ASA-PD(帕金森病聚集物高级感测)的方法。这种超灵敏的荧光显微镜技术可以检测和分析死后大脑样本中的数百万低聚物。由于寡聚体如此微小，它们的信号很微弱，但ASA-PD在降低背景噪声的同时增强了信号，使科学家首次能够清楚地看到单个α-突触核蛋白簇。
照亮看不见的东西
“这是我们第一次能够在这个尺度上直接观察人脑组织中的低聚物:这就像能够在光天化日之下进行眼冒金星，”共同第一作者丽贝卡·安德鲁斯博士说，她在李的实验室担任博士后研究员时进行了这项工作。“它为帕金森研究打开了新的大门。”
研究人员检查了帕金森患者的脑组织，并将其与相似年龄的健康个体的样本进行了比较。他们发现低聚物在两组中都存在，但在帕金森氏症患者中，簇更大，更亮，数量更多。这种差异表明寡聚物生长和疾病进展之间有很强的联系。
疾病最早迹象的线索
该小组还发现了一种仅在帕金森病人中发现的独特的寡聚体子集，这可能代表了该疾病最早的可检测迹象——可能在症状出现前几年出现。
“这种方法不只是给我们一个快照，”蒙特利尔理工大学的Lucien Weiss教授说，他是这项研究的共同领导者。“它提供了整个大脑蛋白质变化的完整图谱，类似的技术可以应用于其他神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏病和亨廷顿氏病。
“寡聚体一直是大海捞针，但现在我们知道了这些针在哪里，它可以帮助我们瞄准大脑特定区域的特定细胞类型。”
人类大脑的新窗口
“了解人类疾病发生情况的唯一真正方法是直接研究人类大脑，但由于大脑的复杂性，这非常具有挑战性，”弗朗西斯·克里克研究所的索尼娅·甘地教授说，他是这项研究的共同领导者。“我们希望突破这一技术障碍将使我们了解蛋白质簇形成的原因、位置和方式，以及这如何改变大脑环境并导致疾病。”
这项研究得到了帕金森科学联盟(ASAP)、迈克尔·J·福克斯基金会和医学研究委员会(MRC)的支持，医学研究委员会是英国研究和创新机构(UKRI)的一部分。该团队对患者、家属和护理人员表示感谢，他们为研究捐献了脑组织，使这样的发现能够促进对帕金森病的理解和潜在的治疗。
