新冠病毒的可怕之处,在于它不仅会引起呼吸道的症状,还会影响其它组织和器官。近来,一些研究发现部分年轻人在感染新冠后,竟然出现了帕金森病的症状!而一篇新论文则表明,这可能不是偶然……
在美国化学会旗下的ACS Chemical Neuroscience期刊上,研究人员们发现新冠病毒的N蛋白可以和α-突触核蛋白相互作用,加速淀粉样沉积的形成。而α-突触核蛋白,正是帕金森病的典型病理蛋白之一。
由病毒感染引起神经退行性病变的案例并不罕见。在1918年的流感大流行期间,人们就发现同期的昏睡性脑炎病例有所增加,随后也出现了不少脑炎后的帕金森病。只是人们不知道,究竟是病毒感染带来的免疫反应影响了大脑,还是病毒可以直接影响大脑。
对于帕金森病等神经退行性疾病来说,某些蛋白的异常积聚是典型的病理特征。一旦积聚开始发生,就会从一个细胞“传播”到另一个细胞,进而影响大脑功能。先前一些研究也表明,阿尔茨海默病与某些病毒感染存在一些关联。
基于一些年轻人在感染新冠后出现的帕金森病症状,研究人员们决定探索这两种疾病之间的关联。具体来看,他们使用一种荧光探针来标记α-突触核蛋白淀粉样原纤维,并探索新冠病毒对于沉积形成速度的影响。
在没有新冠病毒存在的情况下,研究人员们发现α-突触核蛋白需要240小时以上,才会积聚形成原纤维。当研究人员们在试管中加入新冠病毒的刺突蛋白(S蛋白),沉积的形成速度也没有发生变化。
有意思的是,当他们加入来自新冠病毒的N蛋白后,沉积形成的速度大大加快——仅需要不到24个小时,α-突触核蛋白就可以发生积聚!
▲新冠S蛋白(左图)与N蛋白(右图)对α-突触核蛋白沉积速度的影响。左图黑色为α-突触核蛋白对照,红色、橙色、蓝色分别代表加入了0.1 μM、0.5 μM以及1.0 μM的S蛋白;右图黑色为α-突触核蛋白对照,红色、橙色、绿色、蓝色分别代表加入了0.1 μM、0.5 μM、0.8 μM以及1.0 μM的N蛋白(图片来源:参考资料[1])
进一步研究发现,新冠病毒的N蛋白和α-突触核蛋白可以通过彼此之间相异的电荷直接结合!在模型中,每一个N蛋白可以结合至少3-4个不同的α-突触核蛋白。
为了确认在试管中观察到的结果,研究人员们又使用了帕金森病细胞模型进行分析。他们做了两组实验,一组只在细胞里注射了α-突触核蛋白,另一组还注射了接近于体内浓度的N蛋白。结果表明,后者导致的细胞死亡是前者的两倍!
更夸张的是,在同时注射N蛋白后,不少α-突触核蛋白的分布出现了变化,且结构也有所延长,让人怀疑这是不是淀粉样沉积(尚无法确认)。
▲本研究发现新冠N蛋白可以与帕金森病典型病理蛋白α-突触核蛋白结合(图片来源:参考资料[2];Adapted from ACS Chemical Neuroscience 2021, DOI: 10.1021/acschemneuro.1c00666)
作者们指出,我们已知新冠的一大症状在于让人丧失嗅觉和味觉,而丧失嗅觉和味觉,恰恰是帕金森病的早期症状。目前我们还不确定在细胞模型中观察到的现象是否能在人类大脑神经元中重复。但倘若如此,就能解释很多现象,并将新冠感染与帕金森病挂起钩来。
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