约翰斯·霍普金斯大学医学院的研究人员发现,一种能够产生硫化氢(通常以其类似臭鸡蛋的气味而闻名)的蛋白质,在保护大脑健康和预防阿尔茨海默病引起的认知衰退方面发挥着关键作用。这项发表在《美国国家科学院院刊》上的研究表明,维持这种气体的精确水平可能为治疗神经退行性疾病提供一条新途径。
这种被称为胱硫醚γ-裂解酶(CSE)的蛋白质会在大脑中产生极少量的硫化氢。尽管这种气体在高浓度下具有众所周知的毒性,但首席研究员宾杜·保罗(Bindu Paul)指出,人体内自然产生的微量硫化氢对于维持认知稳定性至关重要。
CSE在记忆中的作用
为了测试该蛋白质的功能,科学家们使用了缺乏CSE酶的基因工程小鼠。这些小鼠在两个月大时看起来很健康,但到了六个月大时,它们开始表现出明显的认知缺陷。在用于追踪空间记忆的巴恩斯迷宫(Barnes maze)测试中,与健康小鼠相比,缺乏CSE的小鼠难以找到逃生路线。
该研究的第一作者苏瓦纳·查克拉博蒂(Suwarna Chakraborty)表示:“空间记忆的衰退表明神经退行性疾病正在逐步显现,我们可以将其归因于CSE的缺失。”除了记忆力减退外,研究小组还观察到,缺乏CSE的小鼠体内氧化应激水平升高,血脑屏障也出现了结构性损伤。
显微分析显示,这种蛋白质的缺失阻碍了海马体中新神经元的形成,而海马体是大脑中负责学习的关键区域。这一过程被称为神经发生,在阿尔茨海默病患者中经常受到损害。
基于这些发现开发疗法仍是一项复杂的挑战。由于硫化氢在大剂量下具有危险性,研究人员目前的重点是如何在神经元内安全地调节这种气体,而不是直接补充它。
这项研究建立在团队过去十年对CSE研究的基础之上。2021年,同一研究小组曾观察到,阿尔茨海默病小鼠体内的这种蛋白质功能失调,而通过靶向注射微量硫化氢有助于保护大脑功能。该研究的合著者、名誉教授所罗门·斯奈德(Solomon Snyder)认为,最新的研究结果证实了CSE是认知健康的主要参与者。
斯奈德表示:“这项最新的研究表明,CSE本身就是认知功能的主要参与者,并可能为阿尔茨海默病的治疗途径提供一个新的方向。”