健康人和帕金森患者有一组蛋白质的形状不同

研究人员发现，健康人和帕金森氏症患者的脊髓液中有一组蛋白质的形状不同。这些可能在未来被用作这种疾病的一种新型生物标志物。

　　

许多人类疾病可以利用血液或其他体液中的生物标志物进行检测和诊断。帕金森病则不同:到目前为止，还没有这样的生物标志物被用于临床，以表明这种神经退行性疾病。

由苏黎世联邦理工学院的Paola Picotti教授领导的一个团队现在可以帮助缩小这一差距。在一项刚刚发表在《自然结构与分子生物学》杂志上的研究中，研究人员提出了76种蛋白质，这些蛋白质可能作为帕金森病检测的生物标志物。

不同的蛋白质结构

这项研究的特别之处在于，尽管潜在的生物标记蛋白在健康和患病的个体中都有发现，但它们的分子在两组个体中以不同的形状(或结构)存在。表明疾病的不是某些蛋白质的存在，而是它们的形状。这是科学家首次证明，通过分析体液中所有蛋白质的结构，可以识别出疾病的潜在生物标志物。

下一步将是彻底测试发现的标记，并在更大的患者群体中验证它们。这意味着这些候选基因还不能用于临床诊断。“但从我们目前看到的情况来看，它们实际上是这种疾病的一个非常强的指标。所以我有信心，这种结构生物标记的想法将被证实，”娜塔莉·德索萨说，她是保拉·皮科蒂团队的高级科学家，也是该研究的合著者之一。

测量结构变化

在他们的研究中，苏黎世联邦理工学院的研究人员检查了50名健康人和50名帕金森病患者的脑脊液。样本材料由荷兰临床医生提供给他们。

为了寻找生物标记物，科学家们使用了一种被称为LiP-MS的特定方法来测量蛋白质组(即样本中所有蛋白质的总数)，这种方法可以测量蛋白质的结构变化，并揭示变化的确切位置。传统的蛋白质组测量往往只记录不同类型的蛋白质及其数量，而不记录结构的变化。

由于蛋白质的结构与其功能密切相关(或者，实际上与功能障碍密切相关)，研究人员假设帕金森病患者和健康人会表现出某些蛋白质的不同形状。

目前的研究标志着研究人员首次成功地将这种方法应用于一种疾病。

进一步锐化分析

在接下来的步骤中，研究人员希望进一步改进LiP-MS方法来放大生物标志物信号，从而提高疾病检测的灵敏度。此外，科学家们还想测试新的生物标记物，以评估它们检测帕金森病的特异性，以及它们是否可能与阿尔茨海默病等其他神经退行性疾病重叠。在未来，研究人员还希望使用他们的方法来确定帕金森病的亚型，并对疾病的发展过程做出更准确的预测。

确切地说，这可能导致什么临床有用的诊断仍然不确定。De Souza估计，未来的检测策略可能基于能够区分健康和患病蛋白质结构的抗体。她说，在临床环境中定期使用质谱仪原则上是可能的，但这将是一个巨大的挑战。

Journal Reference:

1. Marie-Therese Mackmull, Luise Nagel, Fabian Sesterhenn, Jan Muntel, Jan Grossbach, Patrick Stalder, Roland Bruderer, Lukas Reiter, Wilma D. J. van de Berg, Natalie de Souza, Andreas Beyer, Paola Picotti. Global, in situ analysis of the structural proteome in individuals with Parkinson’s disease to identify a new class of biomarker. Nature Structural & Molecular Biology, 2022; 29 (10): 978 DOI: 10.1038/s41594-022-00837-0