加州大学河滨分校领导的一项新研究表明，阿尔茨海默病并非仅仅源于大脑中斑块的形成（这是普遍看法），而是源于一种蛋白质干扰了另一种蛋白质的正常功能。
几十年来，许多阿尔茨海默病研究都聚焦于β-淀粉样蛋白（a-beta）的团块导致疾病这一观点。已知增加β-淀粉样蛋白的基因突变会引发早发性阿尔茨海默病，这强化了这种观点。然而，旨在清除β-淀粉样蛋白的数千项临床试验未能阻止或逆转该疾病。科学家们还知道，tau蛋白会在阿尔茨海默病患者的大脑中积累。但tau蛋白与β-淀粉样蛋白之间的确切关系一直不清楚。
“除了痴呆症状外，阿尔茨海默病的诊断还需要大脑中同时存在β-淀粉样蛋白和tau蛋白的积累，”该研究的主要作者、加州大学河滨分校化学教授瑞安·朱利安说。“但许多实验室只关注其中一种蛋白的作用，而忽略了另一种。”
发表在《美国国家科学院院刊·新星》上的这项新研究揭示了这两种蛋白质之间的直接联系。Tau蛋白的主要功能是稳定细胞内的微管结构。微管是微小的管道，它们像高速公路一样，将必需分子输送到神经细胞的不同部位。没有微管，神经元就无法正常移动生存和通讯所需的物质。
研究人员注意到，tau蛋白附着在微管上的区域与β-淀粉样蛋白的大小和结构惊人地相似。这种相似性提出了β-淀粉样蛋白也可能与微管结合的可能性。在这项研究中，研究人员用荧光标记物标记了β-淀粉样蛋白。当它的运动减慢并且发出的光发生变化时，科学家们可以看到β-淀粉样蛋白已经附着在微管上。这些实验表明，β-淀粉样蛋白和tau蛋白的结合强度大致相同，这意味着β-淀粉样蛋白如果在神经元内积累，可以取代tau蛋白。
“我们的工作表明，β-淀粉样蛋白和tau蛋白在微管上竞争相同的结合位点，并且β-淀粉样蛋白可以阻止tau蛋白正常发挥作用，”朱利安说。这些结果表明，当β-淀粉样蛋白取代tau蛋白时，疾病可能开始，导致神经细胞内的运输系统开始崩溃。此外，当不与微管相互作用时，tau蛋白开始以其他方式出现异常，开始聚集并迁移到神经元中它不应该存在的部分。
通过揭示β-淀粉样蛋白和tau蛋白的聚集是下游效应而非主要原因，可以调和阿尔茨海默病理论中的许多不一致之处。例如，在细胞外形成的β-淀粉样蛋白斑块可能不会干扰细胞内的tau蛋白，或tau蛋白稳定的微管。该理论也与大脑回收系统随年龄增长而减慢的证据相符。自噬通常会清除细胞中的β-淀粉样蛋白等蛋白质。如果老年人的这一过程减慢，β-淀粉样蛋白可能会积累并开始与tau蛋白竞争微管结合位点。
其他观察结果也与该模型一致。最近的研究表明，锂可以降低阿尔茨海默病的风险，而之前的研究发现锂可以稳定微管。这提出了一种可能性，即保护微管可以抵消β-淀粉样蛋白的破坏性影响。如果得到证实，这些发现可能会改变阿尔茨海默病治疗的重点。研究人员可能不再仅仅针对蛋白质团块，而是旨在防止β-淀粉样蛋白干扰微管，或增强细胞将其从神经元中清除的能力。
朱利安说，这项工作有助于将几十年来关于阿尔茨海默病的独立发现联系成一个统一的解释。“这个想法有助于理解许多以前看似无关的结果，”朱利安说。“它让我们更清楚地了解神经元内部可能出了什么问题，以及新疗法可能从何处着手。”
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