研究阿尔茨海默病淀粉样斑块复杂性的新方法

来自瑞典巴塞罗那自治大学 (UAB)、卡罗林斯卡学院 (KI) 和生物技术公司 BioArctic 的研究人员将 STED 显微镜(一种允许超分辨率可视化的技术)和最近创建的用于观察的新抗体结合起来阿尔茨海默病的淀粉样蛋白聚集体特征。这项工作超越了传统共焦显微镜的能力，将有助于进一步研究淀粉样蛋白沉积物的结构和形态及其形成机制。

在阿尔茨海默病患者的大脑中，β-淀粉样蛋白 (Aβ) 蛋白聚集物斑块积聚，这与组织退化和大脑功能障碍有关。这些斑块的主要成分是约 40-42 个氨基酸的链，用传统的共焦光学显微镜只能将其统称为无定形、致密或弥漫的斑块。这种经典视图与电子显微镜观察到的单个纤维相去甚远。在电子显微镜下，它们呈线状，直径在 6 至 10 纳米之间，无分支，通常由相互缠绕的细丝形成。然而，尽管电子显微镜提供了更高的分辨率，但它也有一些缺点，包括成本非常高以及样品制备过程增加了伪影的风险。

在这项研究中，研究小组评估了第三种显微镜 STED(受激发射损耗)的使用，以检查 Aβ 聚集体的结构和形态。利用诺贝尔奖获得者 SW Hell 开发的这项技术，科学家们检查了阿尔茨海默病模型小鼠的脑切片，以及一种带有荧光标记的新型重组人抗体，该抗体选择性地与 Aβ 聚集体发生反应。

这项研究发表在《细胞与生物科学》杂志上，描述了传统光学显微镜无法解析的斑块结构的细节。“无论是在体外样本还是在脑组织切片中，我们都实现了超过传统共焦光学显微镜能力 5 至 10 倍的空间分辨率，并且我们已经能够辨别斑块内的单个纤维，这是以前只有通过电子显微镜”，该论文的第一作者、KI 临床神经科学系的研究员 Björn Johansson 博士解释道。“这是该领域的一项重要进展，这将使我们能够进一步表征斑块中 Aβ 沉积及其随后去除所涉及的机制，”同一部门的合著者兼研究员 Vladana Vukojevic 补充道。

该研究的合著者、UAB 精神病学和法律医学系以及神经科学研究所的研究员 Lydia Giménez-Llort 表示：“获得行为观察动物图像的能力将使我们能够更好地了解认知和神经精神症状的发展和进展，目的是找到重要的生化和神经病理学相关性”。

作者一致认为，之前使用传统光学显微镜进行的阿尔茨海默病研究缺乏关于 β-淀粉样蛋白聚集体在该疾病发病机制中的作用的信息，而现在可以用这种新方法来解决这些信息。他们总结道：“STED 显微镜正在成为推动阿尔茨海默病研究科学进步不可或缺的工具。”

这项研究得到了克努特和爱丽丝·瓦伦堡基金会、瑞典研究委员会、战略研究基金会、奥拉夫·托恩基金会、Olle Engkvist 基金会、Åhlén 基金会、马格努斯·伯格瓦尔基金会、UAB、欧盟地平线基金会的资助2020 年研究与创新计划 (ArrestAD H2020 Fet-OPEN-1-2016-2017-737390)、战略研究领域神经科学 (StratNeuro) 以及 Loo 和 Hans Osterman 医学研究基金会。

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