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在我们的大脑中，当畸形的α-突触核蛋白聚集，它们会破坏脑细胞的内部运作，导致帕金森病等由大脑损伤引发的认知障碍。
理论上来说，抗体应该可以锁定α-突触核蛋白聚集物。但问题在于，它们太大了，因此很难穿透脑细胞的细胞膜。现在，在一项发表于《自然·通讯》的研究中，来自约翰·霍普金斯大学医学院与密西根大学的研究团队采用了一种全新的策略：他们开发了一种能穿透脑细胞的纳米抗体，从而破坏大脑中的致病聚集物。
在自然界，纳米抗体存在于骆驼和鲨鱼等动物的血液中，它们可以帮助我们治疗自身免疫病和癌症等疾病。而这项研究的目标，是找到一种专门针对畸形的α-突触核蛋白的针对性疗法。
一般来说，在细胞外产生的纳米抗体可能无法在细胞内发挥相同的作用。因此，研究人员需要想办法让它们在脑细胞内保持稳定。为此，研究团队对纳米抗体进行了基因工程改造，去除那些通常在细胞内降解的化学键。随后的测试显示，在这种情况下，纳米抗体依然能保持稳定，并且与畸形的α-突触核蛋白结合。
因此，研究团队制造了7种名为PFFNB的纳米抗体，它们可以与α-突触核蛋白聚集物结合。其中，PFFNB2与α-突触核蛋白聚集物结合的效果最好。与聚集物不同，α-突触核蛋白单体无害并且可能在脑细胞中具有重要功能。
▲PFFNB2可以破坏α-突触核蛋白聚集物（图片来源：Xiaobo Mao）
接下来需要确认的是，PFFNB2纳米抗体能否在脑细胞内保持稳定并发挥作用。研究团队在实验中发现，在小鼠脑细胞和组织中，PFFNB2可以保持稳定，并且对α-突触核蛋白聚集物而不是单体具有很强的亲和力。
在小鼠中的进一步测试表明，PFFNB2无法阻止α-突触核蛋白聚集物的形成，但可以破坏已有的聚集物。
图片来源：123RF
“值得注意的是，我们在大脑皮层中诱导了PFFNB2的表达，这阻止了α-突触核蛋白聚集物扩散至大脑皮层，这个区域负责认知、运动、性格和其他高级过程。”论文共同第一作者，约翰·霍普金斯大学的Ramhari Kumbhar博士表示。这项研究也将表明，纳米抗体可能成为科学家为这些难解疾病开发新疗法的关键。
参考资料：
[1] Butler, Y.R., Liu, Y., Kumbhar, R. et al. α-Synuclein fibril-specific nanobody reduces prion-like α-synuclein spreading in mice. Nat Commun 13, 4060 (2022). https://doi.org/10.1038/s41467-022-31787-2
[2] Johns Hopkins Medicine scientists create nanobody that can punch through tough brain cells and potentially treat Parkinson’s disease. Retrieved July 28th, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/960170
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