帕金森病(PD),作為僅次于阿爾茨海默。ˋD)的常見神經(jīng)退行性疾病,其兩大主要病理特征廣為人知:
(1)是黑質(zhì)致密部(SNc)多巴胺能神經(jīng)元不斷丟失;
(2)是大腦中錯誤折疊的α-突觸核蛋白(α-Syn)聚集,形成路易小體和路易神經(jīng)突。
然而,這些有毒蛋白異常聚集后,如何在大腦中擴散,又如何逐步損害神經(jīng)元功能,最終推動帕金森病發(fā)展,這一系列問題猶如一團迷霧,科學家們一直在努力探尋真相。
但長期以來,一個關(guān)鍵的技術(shù)難題橫亙在前:我們無法直接在活體大腦中“目睹”這些致病蛋白聚集的動態(tài)過程。這一局限,嚴重制約了帕金森病機制研究和療法開發(fā)的步伐。
2026年3月,國際頂刊Cell迎來了一項重大研究成果。北京生命科學研究所、中國科學院生物物理研究所、中國科學技術(shù)大學、北京大學、北京師范大學,合力發(fā)表了題為“Genetically encoded fluorescent reporters to visualize α-synuclein pathology in live brain”的研究論文。

該研究團隊成功開發(fā)出一種基因編碼的熒光報告系統(tǒng),專門用于在活體大腦中可視化α-突觸核蛋白(α-Syn)病理情況。同時,還建立了相應的基因敲入小鼠品系。憑借這一創(chuàng)新成果,首次在活體動物大腦中實現(xiàn)了實時、高靈敏度、高特異性且可視化的追蹤α-突觸核蛋白病理效應,為帕金森病及相關(guān)突觸核蛋白病研究帶來了革命性的新工具。
路易小體,作為帕金森病的典型病理特征,是富含α-突觸核蛋白(α-Syn)的細胞質(zhì)包涵體,會引發(fā)進行性神經(jīng)退行性病變。長期以來,在活體大腦中對α-突觸核蛋白(α-Syn)包涵體進行可視化,并測量其對單個神經(jīng)元的病理影響,一直是科研人員夢寐以求卻未能實現(xiàn)的目標。
在這項最新研究中,科研團隊通過開發(fā)基因編碼的熒光報告基因和基因敲入小鼠品系,成功達成了這一目標。
研究設計的熒光報告基因,編碼了一種融合蛋白。它將小鼠自身的α-突觸核蛋白(α-Syn)與熒光蛋白(如EGFP),通過一段特殊的連接肽(6個組氨酸,6H)巧妙連接。這一設計的精妙之處在于,當正常的α-突觸核蛋白(α-Syn)錯誤折疊并聚集成病理性包涵體時,與之相連的熒光蛋白也會被“拖拽”進包涵體內(nèi)部。一旦進入包涵體,熒光蛋白的熒光強度會大幅增強約5倍,在熒光顯微鏡下發(fā)出明亮熒光,清晰地將包涵體標記出來。而在正常、未聚集的神經(jīng)元中,熒光蛋白僅發(fā)出微弱的背景熒光。而且,融合蛋白幾乎不會引發(fā)或改變內(nèi)源性α-突觸核蛋白(α-Syn)的聚集過程,確保了觀察結(jié)果的準確性,能夠可靠地反映清醒小鼠大腦皮層中α-突觸核蛋白(α-Syn)包涵體的傳播情況。
結(jié)合鈣離子成像和全細胞記錄技術(shù),這些熒光報告基因使得測量包涵體對神經(jīng)元活動和突觸功能的病理影響成為可能。它們還能被選擇性地靶向特定神經(jīng)元亞型,有助于在單細胞水平上測量對轉(zhuǎn)錄組和代謝組的病理影響。此外,在活細胞成像中,這些熒光報告基因可助力識別能夠抑制α-突觸核蛋白(α-Syn)包涵體形成的抑制劑,從而搭建起一個高效的藥物篩選平臺。

這項研究具有多方面重大意義:
這項創(chuàng)新技術(shù),如同為深入理解帕金森病發(fā)病機制打開了一扇全新的大門,特別是為探究病理蛋白的傳播規(guī)律和神經(jīng)元損傷的具體過程提供了全新視角。未來,它不僅將推動基礎研究加速前進,更為開發(fā)阻止病理傳播、保護神經(jīng)元功能的新療法提供了至關(guān)重要的研究平臺和評價工具,有望為帕金森病患者帶來新的希望。
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| 貨號 | 產(chǎn)品名 | 檢測指標 |
| LXMH01-1 | 人神經(jīng)退行性疾病指標(NFL)檢測服務 | Neurofilament L(NFL) |
| LXMH03-7 | 人神經(jīng)退行性病變-3因子(飛克級)檢測服務 | GFibroblast Activation Protein α/FAP,Neurofilament L,Tau (total) |
| LXMH10-11 | 人阿爾茨海默癥-10因子Panel檢測服務 | IL-16,MIF,Eotaxin,IL-1α,IL-12/IL-23p40,IL-17A,MCP-1,MDC,SDF-1α,YKL-40 |
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原文點擊:Cell發(fā)文:為帕金森病大腦“點亮明燈”!新型熒光探針,活體追蹤致病α-Syn蛋白