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科学家找到一种检测淀粉样蛋白原纤维光谱信号的方法

阿尔茨海默氏病是最常见的神经退行性疾病,其中神经元逐渐死亡,导致痴呆。尚未确定这种疾病的确切机制和原因。但是,已知在患者的大脑中会形成淀粉样斑块。斑块由淀粉样蛋白原纤维组成,淀粉样蛋白原纤维是由淀粉样蛋白形成的特殊的丝状集合体。

未来神经退行性疾病的患者人数将继续增长。得益于人类在治疗癌症和心血管疾病方面的成功,越来越多的人生活在80多岁。在这个年龄段,发展神经退行性疾病(包括阿尔茨海默氏病)的风险变得非常高。不幸的是,尚未找到治愈这些疾病的方法。”该研究的合著者,圣彼得堡大学生物分子NMR实验室教授,教授,博士Nikolai Skrynnikov说。

根据尼古拉·斯克林尼科夫(Nikolai Skrynnikov)的说法,科学家最近才对淀粉样沉积物的结构特征进行了解读。然而,淀粉样蛋白生成的更详细的研究面临许多困难。特别是,这是因为淀粉样蛋白原纤维在脑组织中与淀粉样蛋白的其他结构形式共存。它们是单体,蛋白水解片段和各种低聚物,其中一些充当构建新原纤维的“种子”。分析这种混合物是一项重大挑战。例如,当通过核磁共振(NMR)光谱研究淀粉样蛋白的样品时,人们会获得大量的信号,这些信号不仅来自科学家感兴趣的原纤维,还来自其他蛋白质物种。

实现此目标的最明显,最直接的方法是所谓的“扩散过滤器”。这是一个特殊的NMR实验,可以从重原纤维和样品中其他易移动的成分中分离出信号。然而,大约十年前,牛津大学的科学家发表了两篇文章,其中对淀粉样蛋白原纤维样品的这种过滤器的可行性提出了质疑。此后,该领域的研究停止了。

``原纤维的运动可以比喻为原木在湖面上的随机运动,而单体的运动就像松针一样。牛津大学的研究人员认为,原木的旋转可能更快-在旋转时,原木末端的线速度被证明足够高。因此,据作者说,不可能区分快速旋转的原木和灵活的针头。” Nikolai Skrynnikov解释说。“但这远非事实”。

圣彼得堡大学的科学家对牛津大学的同事们的主张进行了严格的测试,不仅证明了这一点,而且为扩散NMR实验创造了新的理论。此外,研究人员通过三种方法描述了效果的实质:分析方法,即得出反映实验结果的紧凑公式;数值方法,即通过合适的数值算法求解某些微分方程;蒙特卡罗方法,即通过使用计算机仿真来捕获溶液中原纤维的随机运动。这三种方法几乎都显示出相同的结果,从而验证了这一新理论。

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