细菌外膜蛋白淀粉样纤维调控α-突触核蛋白与β-淀粉样蛋白聚集的分子机制

这篇研究首次揭示了肠道细菌外膜蛋白（OMPs）形成的淀粉样纤维（amyloids）可通过特异性调控α-突触核蛋白（αSyn）和β-淀粉样蛋白（Aβ）的"模糊外衣"（fuzzy coat）结构域，改变其聚集形态与毒性。研究运用电镜（TEM）、圆二色谱（CD）等技术，发现OmpF/OmpC淀粉样纤维能降低Aβ的细胞毒性，为理解"肠-脑轴"（gut-brain axis）中细菌淀粉样蛋白的双重作用提供了新视角。

　　

Highlight

本研究首次通过物理化学方法证实，肠杆菌科细菌（如大肠杆菌和沙门氏菌）的外膜蛋白（OMPs）淀粉样纤维能特异性调控神经退行性疾病相关蛋白α-突触核蛋白（αSyn）和β-淀粉样蛋白（Aβ）的聚集行为。

关键发现

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  αSyn调控：OMP淀粉样纤维选择性修饰αSyn纤维的"模糊外衣"（fuzzy coat），增强其聚集倾向但不改变核心β-折叠结构或细胞毒性。

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  Aβ结构重塑：OmpF淀粉样纤维同时改变Aβ的"模糊外衣"和β-折叠核心，显著降低其对神经母细胞瘤和上皮腺癌细胞的毒性（MTT实验验证）。

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  双刃剑效应：细菌淀粉样纤维可能通过血脑屏障（BBB）穿透能力，既促进病理聚集又中和宿主蛋白毒性。

讨论

研究揭示了OMP淀粉样纤维作为新型淀粉样蛋白调节剂的潜力：

1. 1.

   结构特异性：沙门氏菌OmpF使Aβ纤维形成更松散结构（TEM显示直径增加30%），而大肠杆菌OmpC诱导αSyn形成致密簇（CLSM验证）。

2. 2.

   毒性机制：Aβ毒性降低与其β-核心结构扰动相关（CD显示216nm负峰位移），而αSyn毒性不变提示"模糊外衣"主要影响传播性而非直接杀伤。

结论

该发现为理解肠道菌群如何通过淀粉样蛋白互作影响神经退行性疾病进程提供了分子基础，提示细菌OMPs可能成为干预阿尔茨海默病（AD）和帕金森病（PD）的新靶点。