淀粉樣變性病從患病風(fēng)險到疾病發(fā)作的臨界因素往往難以明確。近日的一項新研究報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）的研究團隊發(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到高濃度（超飽和狀態(tài)）時，錯誤折疊的蛋白質(zhì)會像晶體一樣聚集成簇。

“在老齡化社會中，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)險顯著升高，”研究第一作者 Yuji Goto 博士表示，“盡管已有研究證實超飽和狀態(tài)是淀粉樣纖維形成的必要條件，但超飽和流體中實際誘導(dǎo)蛋白質(zhì)聚集的驅(qū)動因素仍不明確。”

為探究此問題，研究團隊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），通過類似透析使用的蠕動泵系統(tǒng)進行循環(huán)流動實驗，并利用熒光檢測技術(shù)實時監(jiān)測泵送過程中該蛋白的淀粉樣纖維形成動態(tài)。

依賴蠕動泵的淀粉樣蛋白誘導(dǎo)系統(tǒng)概述：致淀粉樣蛋白的環(huán)狀流動機制

“實驗結(jié)果引人注目，”資深作者 Hirotsugu Ogi 解釋道，“蠕動泵系統(tǒng)內(nèi)的流體流動顯著促進了雞卵清溶菌酶淀粉樣纖維的形成。”

隨后，研究團隊進一步驗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)這些蛋白在蠕動泵系統(tǒng)中同樣可形成淀粉樣纖維。計算結(jié)果表明，泵送運動產(chǎn)生的液體剪切應(yīng)力通過機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）的蠕動泵依賴性淀粉樣纖維形成

(a-c) αSN實驗結(jié)果；(d-f) Aβ40實驗結(jié)果。圖中展示典型淀粉樣纖維形成特征：485 nm波長處檢測的聚集動力學(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)動淀粉樣纖維形成。”

鑒于透析等醫(yī)療操作中廣泛使用蠕動泵，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

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