聚胺原理如何为阿尔茨海默病带来新希望？

保罗·谢尔研究所（PSI）的研究人员阐明了聚胺（一种调节身体细胞中许多过程的小分子）如何能够抵御阿尔茨海默病和帕金森病等疾病：它通过就像奶酪与面条结合一样，使某些蛋白质聚集在一起，从而使其失去毒性。这一发现可能有助于对抗这些疾病。该研究现已在期刊Nature Communications上发表。

我们的预期寿命不断上升，随着年龄的增长，年龄相关的疾病，包括阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病，变得越来越普遍。这些疾病是由于大脑中错误折叠的淀粉样蛋白质积累所导致的有害结构。它们的形状像纤维或意大利面一样。迄今为止，尚无有效的疗法可以预防或消除这种积累。

然而，体内一种名为聚胺的天然分子给我们带来了希望。在实验中，由保罗·谢尔研究所（PSI）生命科学中心的研究负责人罗静辉领导的研究人员发现，这种物质能够延长小线虫的生命，提高它们老年时的活动能力，并增强其细胞的动力源——线粒体。具体而言，研究人员观察到聚胺如何帮助身体的免疫系统消除对神经有害的淀粉样蛋白质积累。

这些新发现可以作为开发此类疾病的新疗法基础。

细胞过程的核心介导者

亚精胺是生物体内一种重要的物质。它是一类相对较小的有机分子。亚精胺首次被发现于150多年前，因其在精液中的浓度特别高而得名。但它也存在于身体的许多其他细胞中，尤其是那些活跃并且能够分裂的细胞。

亚精胺促进细胞的运动和活性，并控制众多过程。最重要的是，它与基因组中的核酸相互作用，调节基因的表达及其转化为蛋白质的过程。这确保了细胞能够正常生长、分裂，最终走向死亡。亚精胺在一个重要的细胞过程中起着核心作用，这个过程称为生物分子凝聚：在这个过程中，某些大分子，如蛋白质和核酸，在细胞内以液滴状的形式分离并聚集，以便重要的反应能够在其中进行。

与阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病有关，之前已有证据表明，精胺可以保护神经细胞并减轻与年龄相关的记忆丧失。然而，迄今为止，对精胺如何干预神经损伤过程的更精确理解仍然缺乏——这种理解可能让我们从中获得医学上的好处。

协助细胞废物清除

罗教授的团队现在对此进行了更详细的研究。除了光学显微镜，研究人员还使用了PSI瑞士光源SLS的SAXS散射技术，以揭示这些过程的分子动态。研究在玻璃毛细管（体外）和活体生物（体内）中进行。线虫C. elegans被用作模型生物。

研究表明，精胺使有害蛋白质聚集，并在某种程度上通过生物分子凝聚在一起。这促进了一种叫做自噬的过程，这个过程在我们的细胞中是常规发生的：受损或不需要的蛋白质会被包裹在小膜囊泡中，并通过酶安全降解——这实际上是一种自然的回收过程。

“自噬在处理较大蛋白质团块方面更为有效，”研究负责人罗说。“而亚精胺可以说是将这些链条结合在一起的连接剂。分子之间只有微弱的电吸引力，这些电力将它们组织在一起，但并没有将它们紧密结合。”

罗说，这个过程可以想象成一盘意大利面。“亚精胺就像是连接长而细的面条的奶酪，但并没有把它们粘在一起，这样更容易消化。”

所需：正确的成分组合

亚精胺还对其他疾病产生影响，包括癌症。例如，在这里也需要进一步研究以阐明其作用机制——然后基于亚精胺的治疗方法是可以想象的。

除了精胺，许多其他多胺在生物体中也发挥着重要功能，因此在医学上具有研究价值。因此，这一领域的研究潜力巨大。“如果我们能更好地理解潜在的机制，”罗说，“我们就能烹饪出更美味、更易消化的菜肴，因为那样我们就能准确知道哪些调料、用多少量，能让酱汁特别美味。”

人工智能也被用在这项研究中，因为它可以基于所有可用数据更快地计算出“酱汁成分”的有希望的组合。罗还提到，时间分辨散射测量技术和高分辨率成像对这项研究和后续研究也非常重要，这些技术能够实时描绘这些过程，甚至达到亚细胞水平。除了PSI，世界上只有少数其他同步辐射设施提供此类方法。

更多信息：孙迅等，精胺对阿尔茨海默病Tau和帕金森病α-突触核蛋白的调节：对生物分子凝聚和神经退行性疾病的影响，自然通讯（2025年）。 DOI: 10.1038/s41467-025-65426-3