Nature揭示致病蛋白的毒性开关

来自苏黎世大学和苏黎世大学医院的神经病理学教授Adriano Aguzzi，投入了多年的时间来探索朊蛋白变形产生毒性的原因。现在Aguzzi的研究小组发现，朊蛋白有一种“开关”控制了它的毒性。

　　

生物通报道  朊蛋白是导致疯牛病（Mad Cow Disease）和克雅氏病（Creutzfeldt-Jakob disease）的传染性病原体。当正常的朊蛋白变形并聚集成块时就会发生这些疾病。自然存在的朊蛋白无害，并存在于大多数的生物体内。在人类，它存在于我们的大脑细胞膜上。与之相反，异常变形的朊蛋白则对脑细胞有毒性作用。

来自苏黎世大学和苏黎世大学医院的神经病理学教授Adriano Aguzzi，投入了多年的时间来探索这种变形产生毒性的原因。现在Aguzzi的研究小组发现，朊蛋白有一种“开关”控制了它的毒性。

这一开关覆盖在该蛋白质表面的一个微小区域上。如果另一种分子，例如一种抗体触动这一开关，就会启动一种致命的机制导致非常快速的细胞死亡。

灵活的尾巴诱导了细胞死亡

在发表于《自然》（Nature）杂志上的这项新研究中，科学家们证实朊蛋白分子由两个功能不同的部分组成：一个与细胞膜相连的球形结构域，以及一个无结构的长尾部。在正常情况下，这一尾部对维持神经细胞功能起非常重要的作用。研究人员提出的假说认为，与之相比，在朊病毒感染的情况下，致病朊蛋白与球形结构域进行相互作用，尾部则引起细胞死亡。

Aguzzi和研究小组通过在来自小鼠小脑组织切片中生成模拟抗体来进行了测试，这些抗体具有与朊病毒感染相似的毒性。研究人员发现这些抗体开启了朊蛋白的开关。Adriano Aguzzi 说：“修剪灵活尾部的朊蛋白不再会损伤脑细胞，即便抗体识别它们的开关。这一灵活的尾部是导致细胞死亡的原因。”

“我们的研究发现对于了解朊病毒疾病具有深远的影响，”Aguzzi说。这些研究结果表明，只有靶向朊蛋白尾部的抗体才适合作为潜在药物。与之相反，开启朊蛋白这一开关的抗体则是非常有害及危险的。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

The toxicity of antiprion antibodies is mediated by the flexible tail of the prion protein

Prion infections cause lethal neurodegeneration. This process requires the cellular prion protein (PrPC; ref. 1), which contains a globular domain hinged to a long amino-proximal flexible tail2. Here we describe rapid neurotoxicity in mice and cerebellar organotypic cultured slices exposed to ligands targeting the α1 and α3 helices of the PrPC globular domain. Ligands included seven distinct monoclonal antibodies3, monovalent Fab1 fragments and recombinant single-chain variable fragment miniantibodies. Similar to prion infections4, 5, 6, the toxicity of globular domain ligands required neuronal PrPC, was exacerbated by PrPC overexpression, was associated with calpain activation and was antagonized by calpain inhibitors……