【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】研究人员发现脑细胞中钙含量过高可能会导致有毒物质的形成，这是帕金森氏症的特征。由剑桥大学(University of Cambridge)领导的国际研究小组发现，钙可以介导神经末梢的小膜结构之间的相互作用，这对大脑中的神经元信号和与帕金森氏病有关的蛋白-synuclein非常重要。过量的钙或-synuclein可能引起连锁反应，导致脑细胞死亡。发表在《Nature Communications》杂志上的这一研究结果，代表了人们在理解人类如何以及为何发展帕金森氏症的另一个步骤。根据慈善机构Parkinson’s UK的数据，英国每350个成年人中就有一个人——估计总共有14.5万人——目前有这种状况，但仍无法治愈。
酪氨酸羟化酶阳性神经元被突触标记染色。图片版权：Janin Lautenschlger
帕金森氏症是一种神经退行性疾病，当自然发生的蛋白质折叠成错误的形状并与其他蛋白质结合，最终形成一种称为淀粉样纤维的细丝状结构。这些聚集的阿尔法-synuclein，也被称为路易体，是帕金森氏症的标志。奇怪的是直到现在，alpha-synuclein在细胞中究竟做了什么：为什么它在那里，它的目的是什么。它与各种各样的过程有关，如大脑中化学信号的平滑流动和神经末梢的分子的运动，但它的具体表现是不清楚的。剑桥大学化学工程与生物技术系的高级作家Gabriele Kaminski Schierle博士说：阿尔法-synuclein蛋白是一种非常小的蛋白质，结构非常小，它需要与其他蛋白质或结构相互作用，才能发挥作用，这使得研究变得困难。
由于超分辨率显微镜技术，现在可以观察细胞内的阿尔法-synuclein的行为。为了做到这一点，Kaminski Schierle和她的同事们分离出突触小泡，这是神经细胞的一部分，它们储存神经递质，将信号从一个神经细胞发送到另一个神经细胞。在神经元中，钙在神经递质的释放中起作用。研究人员观察到，当神经细胞的钙含量增加时，如神经信号，阿尔法-synuclein与突触小泡结合，导致囊泡聚集在一起。这可能表明阿尔法-synuclein的正常作用是帮助信息在神经细胞间传递。Janin Lautenschl博士说：这是我们第一次看到钙对突触小泡相互作用的方式产生影响。阿尔法-synuclein几乎就像一个钙传感器。在钙的存在下，它改变了它的结构以及它与环境的相互作用，这对它的正常功能来说很重要。
联合第一作者Amberley Stephens博士说：细胞中钙和-synuclein的平衡很好，当一个或另一个细胞过多时，平衡就会发生倾斜和聚集，导致帕金森氏症。这种不平衡的原因可能是由于与年龄相关的蛋白(基因复制)的数量增加了一倍，而与年龄相关的蛋白质的分解速度变慢了，因为神经元中钙的含量增加了，而这些神经元对帕金森氏症敏感，或者这些神经元缺乏钙缓冲能力。了解阿尔法-synuclein在生理或病理过程中的作用，可能有助于治疗帕金森氏病的新疗法。一种可能的情况是，开发用来阻止钙的候选药物，例如用于心脏病的药物，也可能对帕金森病有潜在的影响。
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参考：Nature Communications
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：剑桥大学
编译：双螺旋
审校：博科园
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