髓鞘碱性蛋白淀粉样纤维是脊椎动物大脑髓鞘的关键组分

研究人员针对髓鞘（myelin）的分子机制展开研究，发现髓鞘碱性蛋白（MBP）在脊椎动物大脑中以淀粉样纤维形式存在，并通过实验证实其中心区域（60-119氨基酸）驱动纤维形成。该研究揭示了MBP通过淀粉样结构纵向缝合髓鞘的模型，为神经轴突绝缘机制提供了全新视角。

　　

在神经系统中，髓鞘（myelin）如同电线的绝缘层，对神经冲动的快速传导至关重要。然而，髓鞘如何实现高度致密的分子结构一直是未解之谜。传统观点认为髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein, MBP）仅通过非结构化方式连接细胞膜，但这一理论无法完全解释髓鞘的超稳定特性。近年来，淀粉样纤维（amyloid fibrils）因其独特的力学强度和化学稳定性，在生物学领域引发广泛关注。这一背景下，圣彼得堡国立大学（Saint Petersburg State University）的研究团队在《Scientific Reports》发表研究，首次证实MBP在脊椎动物大脑中以功能性淀粉样纤维形式存在，并揭示了其分子机制。

研究采用半变性琼脂糖凝胶电泳（SDD-AGE）、免疫共沉淀结合透射电镜（TEM）等技术，从大鼠脑组织中分离MBP纤维。通过酵母模型和体外肽段实验，锁定60-119氨基酸区域为纤维形成核心。关键实验还包括脑切片Congo Red/Thioflavin S共定位偏振分析，以及免疫金标记验证纤维成分。

MBP形成SDS抗性聚集体

脑组织裂解液经1% SDS处理后，MBP仍以寡聚体和沉淀形式存在（图1a）。分馏实验显示所有MBP亚型均富集于高分子量组分（图1b），符合淀粉样蛋白特性。

淀粉样染料共定位

大鼠纹状体髓鞘中，MBP与Thioflatin S（ThS）和Congo Red（CR）信号完全重叠（图1c-d）。CR染色后在偏振光下呈现苹果绿双折射（图1e），这是淀粉样结构的标志性特征。

脑源MBP纤维的分离验证

免疫沉淀获得的MBP经电镜观察到直径12 nm的纤维（图2d），CR染色后显示典型双折射（图2c），证实其淀粉样本质。

核心区域鉴定

酵母表达实验表明，缺失60-119片段的MBP丧失聚集能力（图4a）。体外合成的MBP(60-119)肽段能自发形成纤维，其聚集动力学符合淀粉样特征（图5a），添加5%预聚体可显著加速纤维形成（图5b）。

讨论与意义

该研究提出颠覆性模型：MBP不仅横向连接寡突胶质细胞膜，还通过中心淀粉样区域（60-119）纵向缝合髓鞘（图6）。这种"交叉β缝合"机制解释了髓鞘的机械强度和电绝缘特性。值得注意的是，不同MBP亚型（14-21.5 kDa）均参与纤维形成，暗示17.22/21.5 kDa亚型可能作为"种子"启动聚合。

这一发现为理解多发性硬化等脱髓鞘疾病提供了新视角——淀粉样结构的异常解聚可能是致病因素。从进化角度看，脊椎动物选择利用淀粉样纤维构建髓鞘，彰显了这种结构的生物学优越性。研究同时开辟了新方向：大脑白质中可能还存在其他功能性淀粉样结构。