复旦大学Cell子刊发表老年痴呆研究新成果

　　来自复旦大学的研究人员通过计算机模拟结合实验研究，调查了羟基化碳纳米管对于淀粉样肽结构Aβ16–22的影响。研究论文发表在10月21日的《Biophysical Journal》杂志上。

　　复旦大学的韦广红（Guanghong Wei）教授是这篇论文的通讯作者。其主要从事蛋白质/多肽自组装（包括形成淀粉样纤维的病理性组装和形成有序纳米结构的组装）、蛋白质-生物膜相互作用、以及蛋白质-纳米颗粒相互作用的理论和计算机模拟研究，已发表SCI论文60余篇。

　　蛋白质折叠和聚集问题是当前生物物理学和分子生物学所面临的一项长期的具有挑战性的课题。几乎所有的生命活动都是由蛋白质完成的，研究发现许多的神经性疾病，如阿尔茨海默氏症、帕金森氏病、亨廷顿氏病等都与蛋白质的错误折叠和聚集有关。蛋白质的病理性聚集不仅使其丧失了原有的正常功能，而且还对细胞具有特定毒性，最终导致细胞死亡。

　　目前为止，蛋白质聚集的原因和纤维的全原子结构还没有明确的定论。对蛋白质折叠和解折叠问题的研究，将有助于了解蛋白质或多肽在溶液中和膜表面上聚集的生物物理，并为认识淀粉样沉积相关疾病的发病机理和治疗药物的设计和开发提供理论基础，以便最终有效地控制和治疗这些疾病。

　　在阿尔茨海默氏症（又称老年痴呆）β-淀粉样肽(amyloid-β,αβ)中，Aβ16–22是能够形成β结构的最短蛋白，其序列为KLVFFAE。研究已经发现可溶性的αβ蛋白的低聚物是毒害神经的病源，和阿尔茨海默氏症的发病机理有关。在以往的计算研究中，韦广红课题组证实单壁碳纳米管(SWCNTs)能够抑制Aβ16–22低聚物形成。然而由于SWCNTs水溶性差，阻碍了它们在生物医学和纳米医学中的应用。

　　在这篇论文中，研究人员采用全原副本交换分子动力学模拟调查了一种水溶性的SWCNT衍生物——羟基化SWCNT对于Aβ16–22低聚物的影响。研究结果显示，羟基化SWCNTs可以显著抑制β-折叠结构（β-sheet）形成，将Aβ16–22低聚物的构象从富含β-折叠的有序结构转为无序的线圈状聚集物。详细分析SWCNT-Aβ的互作揭示羟基化SWCNTs主要是通过SWCNTs的羟基与Aβ16–22正电荷K16残基之间的强有力的静电互作，以及SWCNTs和F19及F20之间疏水作用和芳环堆积作用，抑制了β-折叠形成。此外，原子力显微镜和硫磺素T荧光试验证实了，原始的和羟基化的 SWCNTs都可以抑制Aβ16–22纤维化，支持了他们从前以及现在的副本交换分子动力学模拟结果。

　　这些研究结果证实了羟基化SWCNTs可有效抑制Aβ16–22聚集；此外，还揭示了这种抑制效应分子机制，从而为设计出一些治疗药物来对抗淀粉样变提供了一些新线索。