据估计，目前有580万美国人患有阿尔茨海默病，治愈阿尔茨海默病的需求从未如此迫切。由于缺乏对这种疾病病因的全面了解，寻找有效治疗方法的进展受到了阻碍。然而，斯克里普斯研究所最近的一项研究对可能导致这种使人衰弱的神经退行性疾病进展的分子驱动因素提供了新的见解。

探索单个神经元的电活动和蛋白质水平

这项开创性的研究于2024年5月21日发表在《先进科学》杂志上，展示了一种研究受阿尔茨海默病影响的单个活脑细胞的新技术。通过测量单个神经元内的电活动和蛋白质水平，研究人员发现了与该疾病相关的新分子。这一发现为未来开发可以治疗或减缓阿尔茨海默病进展的靶向药物带来了希望。

这项研究的成功归功于斯克里普斯研究所教授们的密切合作，其中包括临床神经病学家StuartLipton医学博士、蛋白质专家JohnYatesIII博士和生物信息学家NicholasSchork博士。他们共同的专业知识促成了这一生物技术壮举的开发，Lipton将其描述为“令人难以置信”。

过度兴奋与蛋白质水平异常的关系

先前的研究表明，阿尔茨海默病患者大脑中的某些神经元会变得过度活跃或兴奋过度。这种过度兴奋被认为是导致与该疾病相关的认知能力下降的原因。这项新研究旨在通过比较阿尔茨海默病患者细胞与健康细胞的电活动和蛋白质水平来揭示这种现象的分子基础。

研究人员使用一种名为单细胞(sc)膜片钳/蛋白质组学的系统，分析了大约150个神经元，并确定了近50种蛋白质，这些蛋白质在过度兴奋的阿尔茨海默氏症细胞中的含量与健康细胞相比更高或更低。这些蛋白质参与各种神经元功能，包括氧化还原调节、能量代谢和炎症。

这项研究的成果不仅证实了一些此前已知的阿尔茨海默病相关蛋白的参与，还揭示了许多可能作为药物开发潜在靶标的新分子。Lipton及其团队计划对其中一些分子进行后续研究，并扩大scPatch-Clamp/蛋白质组学在药物筛选中的应用。

研究人员还打算利用来自阿尔茨海默病患者的脑类器官或“微型大脑”来验证他们的发现。这种方法将使他们能够研究阿尔茨海默病的功能障碍与细胞间相互作用之间的关系，从而可能带来更多发现。

这项研究的意义不仅限于阿尔茨海默病，因为单细胞技术可以应用于其他神经系统疾病的药物研发。正如Lipton所指出的，“这种个性化医疗的新方法——基于单个阿尔茨海默病神经元的蛋白质表达和电活动——可能会彻底改变这种疾病的药物研发，以及其他神经系统疾病的药物研发，而这些领域的研发远远落后于其他治疗领域。”

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