在纳米尺度上揭开阿尔茨海默病的秘密

阿尔茨海默病(AD)是一种使人衰弱的神经退行性疾病,影响着全球数百万人。它是老年人认知能力下降和死亡的主要原因,约占所有神经退行性疾病的 70%。注意力缺失症的特征之一是淀粉样-β(Aβ)蛋白的积累,这种蛋白会形成有毒的聚集体,即淀粉样斑块。为了更好地了解老年痴呆症背后的分子机制并开发有效的治疗方法,研究人员正在不断探索在纳米尺度上研究这些蛋白质的新技术。

A 突破性研究 由一个国际研究小组领导的一项研究展示了一种新技术,无需免疫标记即可检测单个神经元中的Aβ片状结构。这种创新方法被称为散射型扫描近场光学显微镜(s-SNOM),它使科学家们能够分析纳米级的结构,更深入地了解这些聚集体造成的神经毒性。

了解淀粉样β蛋白

Aβ 蛋白质与阿尔茨海默氏症有关,它们在大脑中积聚形成淀粉样蛋白斑块,对神经元具有毒性。研究人员认为,通过消除这些蛋白聚集体,可以减缓疾病的进展。然而,目前针对 Aβ 蛋白的药物并不有效,这表明人们对 Aβ 神经毒性的分子机制还不完全了解。

研究这些蛋白质的传统方法有其局限性,如空间分辨率不足或需要事先了解荧光团标记的目标表位结构。为了克服这些挑战,研究人员开发出了新的尖端技术,如在纳米尺度上提供高分辨率成像的 s-SNOM。

s-SNOM 如何工作

s-SNOM是一种功能强大的成像技术,它结合了原子力显微镜(AFM)和红外光谱成像技术。它能让科学家以 20-30 纳米的空间分辨率研究淀粉样蛋白结构,远远超过传统显微镜技术所能达到的分辨率。这种出色的分辨率使研究人员能够识别和绘制分子结构,从而更详细地研究蛋白质的聚集。

用于观察神经元内 Aβ 蛋白聚集的新成像技术(s-SNOM)示意图。图片来源 R.O. Freitas 等人,2021 年

超扁平黄金的作用

在这项研究中,研究人员利用了 超扁平金色 该技术为原代神经元的高分辨率成像创造了有利环境。镀金表面为神经元培养提供了一个理想的平台,使研究人员能够利用 s-SNOM 纳米成像和纳米-FTIR 测量直接研究单个原发性神经元的 Aβ 片结构。

主要结论和对未来的影响

这项开创性的研究证明了s-SNOM作为神经生物学家研究神经元纳米级淀粉样蛋白结构的宝贵工具的潜力,而无需进行免疫标记。鸭嘴兽科技公司生产的超扁平金在获得高分辨率图像和深入了解阿尔茨海默病分子机制方面发挥了至关重要的作用。

随着我们不断揭开阿尔茨海默病的神秘面纱,s-SNOM 等先进技术与超扁平金等高品质材料的结合,可以帮助科学家更好地了解这种疾病的潜在机制。这些知识可以为更有效的治疗铺平道路,最终改善数百万阿尔茨海默病患者的生活。