蛋白质的大小决定了阿尔茨海默病的阶段

　　检测脊髓液中的蛋白质团块是检测阿尔茨海默病的传统方法，但它并不能提供有关该疾病阶段的信息。在一项新的研究中，研究人员能够利用原子力显微镜对该疾病进行分期，以观察这些结块的大小和形状，这可能提供一种更早检测这种衰弱疾病的方法。

　　脑脊液（CSF）是一种环绕大脑和脊髓的透明液体，提供营养物质，并作为一个水状缓冲物保护这些结构不受伤害。

　　CSF可以被分析以测量不同物质和细胞的水平或浓度，从而诊断出影响中枢神经系统的疾病。CSF分析是诊断神经退行性疾病的关键，包括阿尔茨海默氏病。特别感兴趣的是两种病理蛋白：导致脑细胞（神经元）"缠结"的tau和导致神经元斑块的淀粉样β；两者都是该疾病的标志。

　　瑞士联邦材料科学与技术实验室（EMPA）的研究人员研究了阿尔茨海默病患者脑脊液中聚集的tau和淀粉样β蛋白束（称为纤维），希望能开发出一种早期检测阿尔茨海默病的方法。

　　目前检测阿尔茨海默病的方法是分析CSF中这些致病蛋白的存在和数量。作为生物标志物，它们的用途有限，因为它们不能提供关于蛋白质的大小和形状（形态）的信息，而这是确定疾病有多晚的关键。

　　在目前的研究中，研究人员使用原子力显微镜（AFM）来观察33名患有不同程度认知障碍（从轻度到晚期痴呆）的人的CSF中的蛋白质纤维。

　　AFM是一种强大的技术，几乎可以对任何表面类型成像，包括生物样本。使用连接在硅探针上的非常锋利的尖端，可以逐行拍摄样品的图像。对这项研究来说，重要的是AFM使研究人员能够在不破坏蛋白质的情况下对其进行纳米级的检查。

　　CSF提取和分析过程的示意图。脊髓液被收集（左），然后沉积到液体细胞内的金基上（右），在那里用原子力显微镜对蛋白质（红色和绿色）进行成像（不按比例）。

　　通过分析蛋白质的大小、结构和形状，以及它们如何凝结在一起，研究人员可以将不同的形态与阿尔茨海默病的特定阶段联系起来。

　　该研究的主要作者Peter Nirmalraj说："虽然在疾病早期阶段的人身上只发现了长度约为100纳米的短蛋白纤维，但在疾病的后期阶段出现了这个长度的倍数的纤维--达到几微米。"

　　健康人的脑脊液中没有纤维素，甚至比痴呆症患者身上的纤维素更短。该研究的发现进一步扩大了我们对阿尔茨海默病如何发展的认识，并提供了一个新的、更精确的生物标志物来衡量疾病的进展程度。

　　研究人员说，使用原子力显微镜观察CSF中蛋白质团块的特征，可以与现有的检测阿尔茨海默病的方法结合使用。

　　Nirmalraj说："AFM技术有可能补充传统的生物标志物测试，并改善阿尔茨海默病的早期检测。"新发现可能会帮助开发新的、更有效的药物来治疗这种至今仍无法治愈的疾病。

　　该研究发表在《通信生物学》杂志上。