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为探究 Aβ 在应激颗粒（SG）形成中的作用及机制，全南大学医学院等机构研究人员开展 Aβ42 诱导 SG 形成相关研究。结果发现 Aβ42 经 PACT/PKR 通路诱导 SG 形成。该研究为理解 AD 发病机制提供新视角，值得科研人员一读。
在神经科学的神秘领域中，阿尔茨海默病（AD）一直是一块难啃的 “硬骨头”。这种疾病不仅严重影响患者的生活质量，还让无数家庭陷入困境。你知道吗，在 AD 患者的大脑里，有两个 “捣蛋鬼” 特别引人注目，一个是 β - 淀粉样蛋白（Aβ），另一个是 tau 蛋白。tau 蛋白与应激颗粒（SG）的关系已经被科学家们摸得比较清楚了，它能和 SG 里的一些蛋白 “勾结”，让自己聚集起来，变得更加 “嚣张”，从而加重神经细胞的损伤。但 Aβ 呢？这个在 AD 发病过程中至关重要的角色，它在 SG 形成中到底扮演着什么角色，一直是个未解之谜。
要知道，Aβ 就像一个会 “七十二变” 的家伙，它能变成不同的结构，单体、寡聚体、原纤维和纤维，而且它还是个厉害的 “ stressor” 和 “neurotoxin”，能激活好多和应激有关的信号通路。可它对 SG 形成的影响，却像被迷雾笼罩着。为了揭开这层神秘的面纱，来自韩国全南大学医学院细胞与分子医学系等机构的研究人员展开了一场探索之旅。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》期刊上，论文题目是《Aβ42 induces stress granule formation via PACT/PKR pathway》。经过一系列深入的研究，他们发现 Aβ42 竟然能通过激活 PACT/PKR 通路，让 eIF2α 磷酸化，从而诱导 SG 形成。这一发现就像在黑暗中点亮了一盏明灯，为我们理解 AD 的发病机制提供了新的方向。
为了完成这项研究，研究人员运用了多种关键技术方法。他们通过免疫荧光分析，就像是给细胞里的 SG 标记上了 “小彩灯”，让它们在显微镜下 “闪闪发光”，这样就能清楚地看到 SG 的形成情况；免疫印迹分析则像是细胞蛋白的 “检测仪”，能精准检测各种蛋白的表达水平；还有原位邻近连接分析（PLA），它能敏锐地捕捉到细胞内蛋白之间的相互作用，就像给蛋白之间的 “亲密接触” 拍了张特写。
下面，我们一起来看看研究人员都有哪些令人惊喜的发现吧。
Aβ42 诱导 SGs 的细胞类型特异性
研究人员先把神经母细胞瘤来源的 SH - SY5Y 细胞放在不同浓度的 Aβ42 “溶液浴” 里泡了 24 小时，然后用 SG 标记物 G3BPI 和 eIF3b 给细胞 “上色”，通过免疫荧光分析来观察。他们发现，当 Aβ42 浓度在 20 - 40 μM 时，就像施了魔法一样，20 - 30% 的细胞里都出现了充满 SG 标记物的 SGs。在后续实验中，他们选择了 20 μM 这个浓度，因为它诱导 SG 形成的效果又稳定又好。接着，他们又把 HeLa、U2OS、U87、HEK 和 HAP - 1 这些细胞也放进 20 μM Aβ42 的 “考验场” 里。结果发现，只有 U87 和 HAP - 1 细胞对 Aβ42 有明显反应，形成了 SGs，其他细胞就像 “绝缘体” 一样，没啥变化。而且，他们还发现，在这些对 Aβ42 有反应的细胞里，磷酸化的 eIF2α（S51）水平比没处理过的细胞要高一些。这说明 Aβ42 诱导 SG 形成是有细胞类型偏好的，而且和 eIF2α 的磷酸化密切相关。
在研究过程中，研究人员还好奇，Aβ42 让 eIF2α 磷酸化，会不会影响细胞里蛋白质的合成呢？于是，他们用嘌呤霉素（Tyr - tRNA 的 “模仿者”）来测试。结果发现，Aβ42 处理后，细胞里整体蛋白质的翻译并没有明显变化。为了确定这是不是 Aβ42 特有的 “本事”，他们又用反向 Aβ42 肽做了实验，发现细胞既没有形成 SGs，eIF2α 的磷酸化水平也没有变化。这就像是给 Aβ42 的 “特殊技能” 盖了个章，证明 SG 形成和 eIF2α 磷酸化确实是 Aβ42 的 “专属表演”。
单体和寡聚体 Aβ42 展现出更强的 SG 诱导特性
Aβ42 因为自身的疏水特性，有着不同的 “造型”。研究人员想知道，这些不同的 “造型” 会不会影响它诱导 SG 的能力呢？他们把 SH - SY5Y 和 U87 细胞分别暴露在 20 μM 的单体、寡聚体和纤维状 Aβ42 环境中 24 小时，再用 SG 标记物给细胞 “拍照”。结果让人惊讶，用单体 Aβ42 处理的 SH - SY5Y 细胞，大约 25% 都有 SGs；寡聚体 Aβ42 处理的细胞，也有 20% 出现了 SGs；可纤维状 Aβ42 处理的细胞，只有 3% 形成了 SGs。U87 细胞也出现了类似的情况。而且，免疫印迹分析还显示，在这些细胞里，单体 Aβ42 让 p - eIF2α 水平升高得最明显。这表明，不同结构的 Aβ42 诱导 SGs 的能力大不相同，单体和寡聚体 Aβ42 在这方面更 “厉害”。
荷兰和佛兰芒 Aβ42 突变体诱导 SG 形成
研究完 Aβ42 的不同结构，研究人员又把目光投向了 Aβ42 的家族性阿尔茨海默病（FAD）突变体。他们选了荷兰（E22Q）和佛兰芒（A21G）这两种突变体，因为它们的聚集特性很特别，荷兰突变体聚集得快，佛兰芒突变体聚集得慢。研究人员把重组表达并纯化好的这两种突变体，以 20 μM 的浓度处理 SH - SY5Y 和 U87 细胞 24 小时，然后观察。结果发现，这两种突变体都能让细胞形成 SGs。有趣的是，佛兰芒突变体让 SH - SY5Y 和 U87 细胞里的 SGs 数量比荷兰突变体处理的多了一倍。而且，佛兰芒突变体处理的细胞，p - eIF2α 水平也更高。这说明，和荷兰突变体比起来，佛兰芒突变体诱导 SG 形成的能力更强。
Aβ42 诱导的 SG 形成需要 PKR 激酶
接下来，研究人员想找出在 Aβ42 诱导 SG 形成过程中，是哪个应激激酶在 “幕后操控”。他们用了野生型 HAP - 1 细胞和敲除了 HRI、PKR、PERK 和 GCN2 这四种 eIF2α 激酶的细胞。实验前，他们先确认了这些敲除细胞里相关蛋白的敲除情况。然后，用 20 μM Aβ42 处理这些细胞 24 小时，再用 SG 标记物染色观察。结果发现，野生型 HAP - 1 细胞里大约 20% 有 SGs，而敲除细胞里，PKR 敲除的细胞形成 SGs 的数量明显减少。这表明，Aβ42 诱导 SG 形成主要依赖 PKR 激酶。
研究人员还不满足于此，他们又用荷兰和佛兰芒 Aβ42 突变体在这些敲除细胞里做实验。结果发现，佛兰芒 Aβ42 在野生型 HAP - 1 细胞里能明显增加 SG 形成，但在敲除细胞里，特别是 PKR 敲除的细胞，SG 形成的数量就少多了。这进一步证明，野生型和家族性 Aβ42 突变体诱导 SG 形成都和 PKR 激酶有关。
Aβ42 暴露促进 PACT - PKR 相互作用
虽然知道 PKR 激酶在 Aβ42 诱导 SG 形成中很重要，但 Aβ42 是怎么激活 PKR 的呢？PKR 一般在病毒感染时，会被双链 RNA 激活，不过在其他应激情况下，它需要和 PACT 蛋白相互作用才能被激活。于是，研究人员用原位邻近连接（PLA）分析来检测 Aβ42 处理后，SH - SY5Y 和 U87 细胞里 PACT 和 PKR 的相互作用。结果发现，和对照组相比，Aβ42 处理 24 小时后，这两种细胞里大约 20 - 30% 都出现了 PACT - PKR 相互作用的阳性信号。
他们还在 AD 转基因小鼠（5XFAD）的海马体上做了同样的实验。在 5XFAD 小鼠的海马体切片上，能看到不同大小的 PACT/PKR 阳性复合物，而野生型小鼠海马体切片上就没有这么明显的信号。这说明，在 AD 的环境下，PACT 和 PKR 可能靠得很近，存在相互作用，暗示着 PACT 在 Aβ42 诱导的 SG 形成中也发挥着重要作用。
综合这些研究结果，研究人员得出结论：Aβ42 能通过激活 PACT/PKR 通路，诱导 eIF2α 磷酸化，进而促进 SG 形成。这一发现意义重大，它让我们对 Aβ42 在 AD 发病机制中的作用有了更深入的了解，就像为我们打开了一扇通往 AD 神秘世界的新大门。不过，目前的研究只是初步探索，未来还需要在原代神经元细胞培养和活体脑组织来源的神经组织中进一步研究，看看临床上相关浓度的 Aβ42 对这些机制有什么影响。也许在不久的将来，这些研究成果能帮助我们找到治疗 AD 的新方法，让那些被 AD 困扰的患者和家庭看到新的希望。
