对胆固醇转运率的精确测量给老年痴呆症的治疗带来了新的希望
中子表明,胆固醇在细胞之间和细胞内的运动所花费的时间比以前认为的要长得多。这些发现可能会对一系列与胆固醇转移异常率有关的疾病的治疗产生影响。
劳厄-朗之万研究所(ILL)和NIST中子研究中心的科学家们利用中子散射发现了这一点胆固醇细胞内和细胞间的移动比之前想象的要慢得多。他们的发现揭示了细胞内不同浓度的胆固醇是如何维持的,并阐明了与胆固醇转运异常有关的严重疾病,包括阿尔茨海默氏症,这可能有助于它们的治疗。
胆固醇是包围每个细胞的外膜的一部分。它扮演着至关重要的角色,通过隔离神经纤维将化学和神经信号传递到身体周围,并帮助产生重要的荷尔蒙。因此,通过细胞间和细胞内的再分配来维持正确的胆固醇水平是至关重要的。和阿尔茨海默氏症一样,胆固醇运输的异常也会导致其他一些致命疾病,比如动脉粥样硬化和各种心血管疾病。
通过测量胆固醇在系统中均匀分布所需的时间来测量胆固醇的精确运输率,可以用于开发新的、改进的治疗这些疾病的方法。但是,由于从以前的研究中获得的数值差异很大,这方面的进展迄今受到阻碍,这些数值涉及五至六个数量级,从几小时到几毫秒不等。
然而,利用中子散射,来自ILL, NIST, Argonne国家实验室和伊利诺斯大学芝加哥分校的科学家们已经显示出这些值在几个小时之内,远比一般认为的要慢。在他们的实验中,该团队将富含胆固醇的供体囊泡添加到不含胆固醇的受体囊泡中,并利用中子跟踪胆固醇在它们之间的重新分配,中子就像x射线一样,可以探测分子级别的系统。
该团队甚至能够解释之前结果中的错误。例如,他们发现环糊精(一种环状的葡萄糖分子,在很多早期的实验中被使用,被认为不会干扰膜内运输过程)实际上会使膜内运输速度加快一个数量级。
伊利诺伊大学的科学家莱昂内尔·波尔卡博士解释说:“以前研究中不准确的胆固醇运输率阻碍了我们对健康胆固醇浓度的理解细胞维护。然而,用非侵入性的原位技术中子,我们可以消除标记物质的需要,并能够揭示真实的运输率。这可以为细胞内转运紊乱提供关键的线索。”
阿尔茨海默氏症就是这样一种疾病,大脑中胆固醇的产生和运输出现问题,会导致导致阿尔茨海默氏症的淀粉样肽b (Ab)的积累。此外,不规律的胆固醇运输改变了在神经元和整个中枢神经系统中发现的tau蛋白的神经化学成分,这是阿尔茨海默病的一个标志。
用于降低胆固醇水平的他汀类药物已被证明可以预防阿尔茨海默氏症。有了更精确的胆固醇在细胞水平上运动的数据,Porcar博士和他的同事们相信,他们的发现将有助于提高现有治疗方法的有效性,并为创造新的治疗方法开辟道路。
进一步探索
生物物理期刊(2011),doi: 10.1016 / j.bpj.2011.06.014
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