科学家锁定最“毒”朊蛋白颗粒

　　

本报讯 一项关于朊毒体（prions）的新研究揭示了它们在大小和传染性之间的惊人关系：体积越小的朊毒体颗粒传染性越强。但是存在一个最小极限，低于这个极限的朊毒体颗粒将丧失传染性。

    该项目由美国国立卫生研究院（NIH）下属的国家过敏和传染病研究院(NIAID)组织开展。“现在，寻求朊毒体疾病治疗方法的科学家们，可以将目标锁定在那些传染性最强的朊毒体颗粒上了。”NIAID主任 Anthony S. Fauci说。

    朊毒体疾病包括疯牛病、疯羊病、克雅氏症等。朊毒体的致病过程是：首先经一定传播途径（如进食患病动物的肉和内脏）侵入机体并进入脑组织，其后沉积于不同的神经元溶酶体内，导致被感染的脑细胞受损、坏死，释出的朊毒体又侵犯其它脑细胞，使病变不断发展；病变的神经细胞死亡后，脑组织中留下大量海绵状小孔，所以又称传染性海绵状脑病。

    朊毒体是一种蛋白质，在正常人体或其它生物体内的细胞中都可以找到。但是朊毒体会产生病变，在折叠、卷曲后，沉淀成更大的蛋白质结构——朊蛋白（PrP）。正是这种病变的PrP能引起致命的大脑疾病。而且这种病变的PrP还具有极强的传染性——能迫使其他正常的Prion改变结构或形状，成为致病的PrP。许多疾病，例如阿尔茨海默氏症、帕金森症等都是由蛋白质病变沉淀造成的。

    科学家已经知道，PrP颗粒在大小上变化很大——从由单个PrP分子组成到由成千上万个分子组成。因此问题是：哪种类型和大小的蛋白质沉淀才是导致朊毒体疾病的罪魁祸首，并且传染性最强呢？现在，NIAID落基山实验室的科学家们按照传染性的强弱，对它们的大小进行了排序，并找到了传染性颗粒体积的最小极限。他们发现：随着PrP颗粒变得越小，其传染性越强；最具有传染性的PrP颗粒，比那些大型的、线性的淀粉样PrP（在受感染的大脑中常见）要小得多；而且，要保持传染性，PrP颗粒要比单个病变的PrP分子大得多才行。而此前科学家一直认为，单个变异PrP分子是具有传染性的基本单元。

    “虽然大型的颗粒也有传染性，但是在同等重量下，小型的、错误折叠的颗粒会造成更多、更快的传染。”研究组的Caughey博士说，“从数千个PrP分子组成的颗粒到单分子PrP颗粒，传染性会逐渐增强，在平均14到28 个PrP分子大小的颗粒上达到最大值，然后开始下降；传染性的最小极限是平均每个颗粒6个分子，低于这个极限（6个分子）的颗粒将丧失其传染性。”

    研究组的Jay Silveira博士最后警告说，一些治疗方法企图将大脑中的大型PrP颗粒打碎，这样做反而适得其反，会释放出最具传染性的颗粒，对大脑造成更严重的破坏。因为大型的PrP颗粒，很可能是大脑为了降低PrP的传染性、试图保护自己而生成的。

    研究组将他们的成功归功于3年来的不懈努力。本月8日出版的《科学》杂志对他们的评价是：该工作中的坚韧不拔和创造力令人钦佩。

                    朊毒体颗粒传染性和其大小之间的关系。（图片提供：RML/NIAID）