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| 本文内容来源:解冻专家
每年6月21日被定为“世界渐冻人日”,这一天是二十四节气中的夏至,气温逐渐增高,可以融化冰块。这个日子不仅呼吁人们关注渐冻症这一疾病,更是一种寄托——希望温暖炙热的阳光,能够融化“渐冻症”患者逐渐僵硬的身体和心灵。
“渐冻症”又名肌萎缩侧索硬化症 (ALS),是一种以脑和脊髓运动神经元进行性退化为特征的致死性神经退行性疾病。患者的肌肉会逐渐无力,出现言语困难、吞咽障碍、呼吸衰竭、运动功能减退,身体如同被逐渐冻结。ALS进展迅速,患者平均生存期仅约为3-5年,90%的患者在发病5年内死亡,被世界卫生组织列为五大绝症之一,给广大患者家庭和社会带来沉重的经济和心理负担。目前FDA仅批准3种ALS治疗药物,这些药物药效有限,难以满足临床需求,迫切需要开发安全有效的ALS治疗新药。
在一项新的研究中,来自冲绳科学技术研究所的研究人员发现,通常被认为是细胞“燃料”的 ATP 在神经退行性疾病中发挥着令人惊讶的作用。相关研究结果发表在Science Advances杂志上。

论文第一作者Laurent Guillaud博士表示:“我们发现,ATP能调节神经元中的蛋白凝集和胞浆整体粘度。当轴突中的细胞质(即轴浆)更粘稠时,蛋白更容易聚集,从而导致有害的缠结,进而损害细胞。通过体外和体内试验,我们发现提高ATP的产量可以降低受影响细胞的胞浆粘度,分散现有的并防止未来的病理性蛋白聚集。”
在许多神经退行性疾病中,一个常见的症状是通过一种称为液-液相分离的过程形成和积累不溶性、无膜的蛋白凝聚物。这些蛋白凝集物在细胞内和细胞外都会积聚。例如,在阿尔茨海默病晚期,这些凝集物可能表现为神经纤维缠结。
近期的研究已表明,ATP 在调节蛋白的体外溶解和酵母细胞的胞浆粘度方面可能起着直接作用,它是一种重要的亲水剂:一种能增加其他水溶性差的物质(包括各种蛋白)溶解度的化合物。
如今,通过对来自健康人、帕金森病和ALS患者的人类干细胞衍生神经元进行体外和体内实验,研究人员观察到细胞内ATP浓度与轴浆和通常与神经退行性疾病相关的蛋白(如帕金森病中的SNCA、阿尔茨海默病中的Tau和ALS中的TDP-43)的溶解度之间存在直接关系。
Guillaud博士解释道,“哺乳动物细胞的 ATP 平均浓度通常为 4 到 8 毫摩尔,高得出奇,因为细胞内所有能量过程所需的 ATP 总浓度只有几百微摩尔,低了一个数量级。这促使我们关注并研究 ATP 在神经元中可能发挥的水力作用,由此我们发现,在生理和病理条件下,细胞内 ATP 浓度与轴浆粘度之间都存在显著的相关性。”

抑制线粒体活性可减少突触前胞浆液相
研究人员发现,在生理条件下,ATP 的局部变化也会影响胞浆、突触小泡和突触前区室中活性区的粘度,从而改变突触的功能组织。
ATP 主要由线粒体产生,线粒体功能和 ATP 合成率在人的一生中会自然下降。当其他因素对线粒体的健康产生负面影响时就会出现问题,例如帕金森病或ALS,会导致 ATP 浓度进一步降低,从而降低蛋白溶解度,使胞浆(也称为细胞质)变得更加粘稠。
作为实验的一部分,研究人员发现,利用NMN促进ATP的产生,可以分解和溶解ALS神经元轴突中现存的蛋白聚集物,从而恢复胞浆流动性。
鉴于神经退行性疾病的多面性,对这类疾病的研究非常复杂,虽然我们还远远没有找到一种全面的治疗方法,但研究人员在这项研究中取得的关键发现对我们了解这类疾病的细胞机制具有重要意义。
参考文献:Laurent Guillaud et al, Loss of intracellular ATP affects axoplasmic viscosity and pathological protein aggregation in mammalian neurons, Science Advances (2025).DOI:10.1126/sciadv.adq6077.www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6077.
硝酮嗪(TBN)是喜鹊医药创始人王玉强教授团队自主研发的First-in-Class创新化学药物,具有多功能作用机理。TBN能够高效清除自由基、抑制炎症、抑制钙离子超载,通过激活AMPK/PGC-1/Nrf2/HO-1信号通路增强线粒体功能从而增加ATP的产生,通过抑制mTOR信号通路激活自噬清除毒性蛋白。TBN可通过多重机制保护及修复神经细胞,延缓肌萎缩侧索硬化患者疾病进展。硝酮嗪治疗ALS已完成中国临床II期研究,累计入组155例患者,显示出了良好的安全性及耐受性,且可显著延缓ALS患者握力下降,并延缓呼吸及延髓功能恶化,延缓终点事件发生。TBN即将在中国开展治疗ALS的临床III期研究。
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