一種來源于苔蘚的紅色染料，幾百年來一直用于染色布料與食品,，能減少阿爾茨海默病中小毒性蛋白聚集豐度,。這種稱為地衣紅的染料,，是一種與O4相關(guān)的化合物,，能與小淀粉狀蛋白聚集物優(yōu)先結(jié)合，小淀粉狀蛋白聚集物被認為是有毒的,，可引起阿爾茨海默病的神經(jīng)機能障礙和記憶損傷,。
O4與小聚集物結(jié)合促使它們轉(zhuǎn)變成大的成熟塊，這些大成熟塊被研究人員認為對神經(jīng)元細胞大都無毒,。這種新方法是由德國柏林Jan Bieschke博士（德國Max Delbrück分子醫(yī)學(xué)中心（MDC）,，柏林布赫蘇）、Martin Herbst博士（柏林夏里特醫(yī)學(xué)院）與Erich Wanker教授（MDC）所提出,，它是否有益于治療方法的發(fā)展還需要進一步的動物模型研究來測定,。
蛋白錯誤折疊被認為是阿爾茨海默病、帕金森病與亨延頓舞蹈病的病因,。在一個多級過程中,，蛋白錯誤折疊與堆積成大的細胞外或細胞內(nèi)斑塊。研究人員認為小錯誤折疊蛋白的聚集物對神經(jīng)細胞有毒性,，也是他們最終被破壞的原因,，這些小錯誤折疊蛋白的聚集物就是成熟斑塊的前體，
來源于加那利群島的染料
地衣紅染料分離自生長在加那利群島或其他地方的苔蘚中,。苔蘚幾個世紀以來一直用作布料與食品染色,。8年前，Wanker教授為尋找治療神經(jīng)退行性疾病的候選藥物分子而篩選了幾百中天然成分,。在這些物質(zhì)中,，他發(fā)現(xiàn)了地衣紅,，一種由大約14個小分子組成的混合物。因為這些分子可能具有不同的生物活性,，柏林的研究人員開始用相似的特性搜尋純化合物,。他們鑒定了O4物質(zhì)，為一種藍色染料,，結(jié)構(gòu)上與14個分子中的一種很相似,。而且，他們表晨O4刺激小毒性蛋白組裝生成大的無毒蛋白斑塊,。
新機制
幾年前,，Wanker教授和他的同事找到表沒食子兒茶素沒食子酸酯（EGCG，Epigallocatechin-3-gallate）,，這是在綠茶中找到的一種天然化合物,，它有助于毒性蛋白組裝成無毒的。對于地衣紅與O4,，研究人員現(xiàn)在已發(fā)現(xiàn)另一種清除小毒蛋白聚集體的機制,。但是，染料不是改造蛋白斑塊,，而是通過加速大斑塊形成減少小毒性前體蛋白組裝,，因為研究人員現(xiàn)在能在他們的實驗室演示。
Wanker教授解釋說："這是一種新機制,，迄今為止,，一直認為很難阻止小毒性蛋白組裝的形成。如果假設(shè)是正確的,，也就是作為斑塊前體的小聚集體確實導(dǎo)致神經(jīng)無死亡,，我們將能用O4以新機制防治疾病。"
目前,，合成染料亞甲藍正在臨床試驗測試中,。這種染料好象是以與O4相類似的方式刺激大斑形成。到目前為止,，其他臨床試驗測試的瞄準清除小前體聚集體的治療方法沒有明顯改善疾病癥狀,。
但是，仍要觀察藍色染料O4是否也有效對抗阿爾海茨默病人大腦中小量的錯誤折疊蛋白,，大斑塊的加速形成是否能確實減少阿爾海茨默病人的體征與癥狀,。闡述大斑塊的加速形成是否能作為一種治療方法還需要進一步的研究。Wander教授說："我們希望我們的發(fā)現(xiàn)將刺激這個方向的研究活動,，尤其是藥物發(fā)現(xiàn)方面,。"(生物谷bioon.com)
doi:10.1038/nchembio.719
PMC:
PMID:
Small-molecule conversion of toxic oligomers to nontoxic β-sheet-rich amyloid fibrils
Jan Bieschke, Martin Herbst, Thomas Wiglenda, Ralf P Friedrich, Annett Boeddrich, Franziska Schiele, Daniela Kleckers, Juan Miguel Lopez del Amo, Bj?rn A Grüning, Qinwen Wang, Michael R Schmidt, Rudi Lurz, Roger Anwyl, Sigrid Schnoegl, Marcus F?ndrich, Ronald F Frank, Bernd Reif,Stefan Günther, Dominic M Walsh & Erich E Wanker
Several lines of evidence indicate that prefibrillar assemblies of amyloid-β (Aβ) polypeptides, such as soluble oligomers or protofibrils, rather than mature, end-stage amyloid fibrils cause neuronal dysfunction and memory impairment in Alzheimer's disease. These findings suggest that reducing the prevalence of transient intermediates by small molecule-mediated stimulation of amyloid polymerization might decrease toxicity. Here we demonstrate the acceleration of Aβ fibrillogenesis through the action of the orcein-related small moleculeO4, which directly binds to hydrophobic amino acid residues in Aβ peptides and stabilizes the self-assembly of seeding-competent, β-sheet-rich protofibrils and fibrils. Notably, the O4-mediated acceleration of amyloid fibril formation efficiently decreases the concentration of small, toxic Aβ oligomers in complex, heterogeneous aggregation reactions. In addition, O4 treatment suppresses inhibition of long-term potentiation by Aβ oligomers in hippocampal brain slices. These results support the hypothesis that small, diffusible prefibrillar amyloid species rather than mature fibrillar aggregates are toxic for mammalian cells.
