Science子刊：新研究发现ATP可以防止与帕金森病和肌萎缩侧索硬化症相关的蛋白的有害聚集

来源：100医药网 2025-05-02 14:15

研究人员发现，在生理条件下，ATP 的局部变化也会影响胞浆、突触小泡和突触前区室中活性区的粘度，从而改变突触的功能组织。

、和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等神经退行性疾病使人衰弱，每年影响着全球数百万人。由于遗传、生活方式、合并感染以及影响和治疗的许多其他因素的复杂相互作用，这些疾病很难预防或有效治疗。虽然不太可能找到治疗这些神经系统疾病的万灵药，但科学家们正在深入了解它们的基本特征，希望能预防或减轻认知和运动障碍。

在一项新的研究中，来自冲绳科学技术研究所的研究人员发现，通常被认为是细胞 燃料 的 ATP 在神经退行性疾病中发挥着令人惊讶的作用。相关研究结果发表在Science Advances杂志上。

论文第一作者Laurent Guillaud博士说， 我们发现，ATP能调节神经元中的蛋白凝集和胞浆整体粘度。当轴突中的细胞质（即轴浆）更粘稠时，蛋白更容易聚集，从而导致有害的缠结，进而损害细胞。通过体外和体内试验，我们发现提高ATP的产量可以降低受影响细胞的胞浆粘度，分散现有的并防止未来的病理性蛋白聚集。

在许多神经退行性疾病中，一个常见的症状是通过一种称为液-液相分离的过程形成和积累不溶性、无膜的蛋白凝聚物。这些蛋白凝集物在细胞内和细胞外都会积聚。例如，在阿尔茨海默病晚期，这些凝集物可能表现为神经纤维缠结。

近期的研究已表明，ATP 在调节蛋白的体外溶解和酵母细胞的胞浆粘度方面可能起着直接作用，它是一种重要的亲水剂：一种能增加其他水溶性差的物质（包括各种蛋白）溶解度的化合物。

如今，通过对来自健康人、帕金森病和ALS患者的人类衍生神经元进行体外和体内实验，研究人员观察到细胞内ATP浓度与轴浆和通常与神经退行性疾病相关的蛋白（如帕金森病中的SNCA、阿尔茨海默病中的Tau和ALS中的TDP-43）的溶解度之间存在直接关系。

Guillaud博士解释道， 哺乳动物细胞的 ATP 平均浓度通常为 4 到 8 毫摩尔，高得出奇，因为细胞内所有能量过程所需的 ATP 总浓度只有几百微摩尔，低了一个数量级。这促使我们关注并研究 ATP 在神经元中可能发挥的水力作用，由此我们发现，在生理和病理条件下，细胞内 ATP 浓度与轴浆粘度之间都存在显著的相关性。

抑制线粒体活性可减少突触前胞浆液相。

例如，研究人员发现，在生理条件下，ATP 的局部变化也会影响胞浆、突触小泡和突触前区室中活性区的粘度，从而改变突触的功能组织。

ATP 主要由线粒体产生，线粒体功能和 ATP 合成率在人的一生中会自然下降。当其他因素对线粒体的健康产生负面影响时就会出现问题，例如帕金森病或ALS，这会导致 ATP 浓度进一步降低，从而降低蛋白溶解度，使胞浆（也称为细胞质）变得更加粘稠。

作为实验的一部分，研究人员发现，利用NMN促进ATP的产生，可以分解和溶解ALS神经元轴突中现存的蛋白聚集物，从而恢复胞浆流动性。

鉴于神经退行性疾病的多面性，对这类疾病的研究非常复杂，虽然我们还远远没有找到一种全面的治疗方法，但研究人员在这项研究中取得的关键发现对我们了解这类疾病的细胞机制具有重要意义，使我们更接近于有一天能够全面预防或治疗这些使人衰弱的神经退行性疾病。（ 100yiyao.com）

参考资料：

Laurent Guillaud et al, , Science Advances (2025). DOI: 10.1126/sciadv.adq6077. www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adq6077.

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