纳米探针加快老年痴呆症研究

养生之道网导读：本文*一作者、罗兰研究所的研究员FengLiang指出：“为了研究A-β蛋白和tau蛋白的动力学，我们需要一种方法来触发这两种蛋白的表达，也需要一种工具来......

很近，来自马萨诸塞州总医院（MGH）和哈佛大学罗兰研究所的一个研究小组，使用由哈佛大学/罗兰学院开发的一种专门纳米探针，直接测量活的培养细胞内的关键蛋白的水平。相关结果发表在国际期刊《NanoLetters》，在这项研究中，研究人员使用这种设备，来记录老年痴呆症相关蛋白——淀粉样β蛋白（A-β）和tau蛋白在神经元和其他细胞（暴露于一种已知可在小鼠大脑中产生老年痴呆症样变化的麻醉剂）中的水平。

本文*一作者、罗兰研究所的研究员FengLiang指出：“为了研究A-β蛋白和tau蛋白的动力学，我们需要一种方法来触发这两种蛋白的表达，也需要一种工具来追踪蛋白表达的动态变化。”

在2008年，当前团队的一些MGH成员表明，在培养细胞和小鼠的大脑中，麻醉剂异氟烷可诱导老年痴呆症中出现的特征性变化——包括细胞死亡酶的激活和A-β淀粉样蛋白的产生。2014年，哈佛大学/罗兰学院的研究人员证明，他们这种纳米设备能够检测活的培养细胞内的蛋白质水平。当前的研究合并了这些结果，以调查关于老年痴呆症机制的一个关键问题——这种疾病的特征是A-β蛋白的产生，还是生成异常形式的tau蛋白。

哈佛大学/罗兰学院开发的这种尖端设备大约50纳米(十亿分之一米)宽，比单个细胞小200倍。集成的金奈米棒作为生物传感器，用于所谓的表面等离子体共振（响应光信号的电子振荡，可能触发反映蛋白质结合信号的光学读数）。靶定特定蛋白质的抗体，可以结合到探针上，以具体测定蛋白质含量。该研究团队首先证明，可以使用纳米等离子纤维尖端探针(nFTP)来量化单个细胞中的蛋白质含量，而不影响它们的活力和生存能力。

然后，研究人员使用nFTP设备，在经过异氟烷处理的培养细胞中，跟踪A-β蛋白和老年痴呆症形式tau蛋白的水平变化，其特点是过量的磷酸盐分子。读数表明，A-β蛋白表达，比磷酸化的tau蛋白水平的增加，领先了几个小时。该研究团队随后表明，虽然阻断A-β蛋白表达可降低tau水平，但是阻断tau蛋白并没有阻止A-β蛋白的初始上升。然而，如果没有磷酸化的tau蛋白表达，A-β蛋白水平很终开始下降，从而表明在这种A-β蛋白生成过程中的一个序列，刺激了tau蛋白的磷酸化，这进一步促进了A-β蛋白的产生。

本文共同通讯作者、罗兰研究所的QiminQuan博士指出：“我们以极高的敏感性，把传统的免疫测定带进了活细胞。该设备测定大量单细胞的能力仍然是有限的，还需要进一步改进。但其极高的灵敏度、免标记和单细胞能力，使它成为一种独特的工具，诊断临床上获得的有限样本。”

本文共同通讯作者、MGH麻醉、急救护理和疼痛医学系老年麻醉研究部门主任谢仲淙（ZhongcongXie）教授补充说：“每年大约有850万名老年痴呆症患者需要麻醉和手术护理。了解麻醉如何影响老年痴呆症背后的机制，需要麻醉学、神经学和工程学医生之间的合作。此外，使用麻醉剂和nFTP设备测量A-β和tau蛋白之间的相互作用，只是*一步。”