“朊病毒”假說(shuō)得到論證朊蛋白所致疾病有望得到解決
馬繼延教授等于《科學(xué)》雜志上在線發(fā)表重要論文
本報(bào)訊 我校“紫江特聘教 授”馬繼延等最近在著名學(xué)術(shù)期 刊《科學(xué)》上在線發(fā)表了題為 《用細(xì)菌表達(dá)的重組朊蛋白制備 朊病毒》( Generating a Prion with Bacterially Expressed Recombinant Prion Protein)的學(xué)術(shù)論文,在國(guó) 際學(xué)術(shù)界引起了強(qiáng)烈反響。馬繼 延教授是該文的通訊作者,美國(guó) 俄亥俄州立大學(xué)的王飛博士和 王新禾博士以及我校生科院袁 崇剛教授參加完成了該項(xiàng)研究。
朊蛋白是機(jī)體內(nèi)尤其是中樞 神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)普遍存在的蛋白質(zhì), 其空間構(gòu)象的轉(zhuǎn)變與“瘋牛病” (即牛海綿狀腦?。┮约把?、鹿、 貓、小鼠、倉(cāng)鼠以及人的傳染性 海綿狀腦病的發(fā)生密切相關(guān)。馬 繼延教授的研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用在大 腸桿菌中表達(dá)的重組小鼠朊蛋 白,通過(guò)生物和物理方法,使朊 蛋白變構(gòu),運(yùn)用生物化學(xué)方法證 明變構(gòu)后的朊蛋白具有抗酶切 等朊病毒所特有的性質(zhì)。 他們 并進(jìn)一步用在體實(shí)驗(yàn)證明,用此 實(shí)驗(yàn)室制備的朊病毒注射至正 常小鼠,小鼠出現(xiàn)海綿狀腦病行 為學(xué)和病理學(xué)的典型變化,從而 證明了變構(gòu)的朊蛋白能產(chǎn)生與 病腦中相似的傳染性。
該研究具有重要的學(xué)術(shù)價(jià) 值。自上世紀(jì)60年代以來(lái),國(guó)際 學(xué)術(shù)界對(duì)于瘋牛病及其他傳染 性海綿狀腦病中的傳染物質(zhì)一 直爭(zhēng)論不休。1982年,普魯森那提 出“朊病毒”假說(shuō),認(rèn)為導(dǎo)致瘋 牛病的傳染物質(zhì)是一種變構(gòu)的 蛋白質(zhì),而不是常見(jiàn)的病毒。變 構(gòu)的朊蛋白能誘導(dǎo)正常朊蛋白 變構(gòu),而不斷聚集的變構(gòu)朊蛋白 最終導(dǎo)致了神經(jīng)元死亡?!半貌?毒”假說(shuō)最主要的理論突破在于 提出了遺傳信息可以儲(chǔ)存于蛋 白質(zhì)的構(gòu)象之中,從而補(bǔ)充和延 伸了作為分子生物學(xué)基石的“中 心法則”。盡管普魯森那因“朊 病毒”假說(shuō)獲得了1997年的諾貝 爾獎(jiǎng),學(xué)術(shù)界對(duì)瘋牛病傳染物質(zhì) 的爭(zhēng)論并沒(méi)有平息。最大的爭(zhēng)議 就在于沒(méi)人能把大腸桿菌中表 達(dá)的重組朊蛋白轉(zhuǎn)變成具有傳 染性的朊病毒。馬繼延團(tuán)隊(duì)的這 一最新研究成果正是把大腸桿 菌中表達(dá)的重組朊蛋白轉(zhuǎn)變成 具有傳染性的朊病毒,有力地證 明了“朊病毒”假說(shuō)。同時(shí),這一 研究成果也為進(jìn)一步研究朊蛋 白的構(gòu)象是如何改變而導(dǎo)致其 具有傳染性及其是如何導(dǎo)致神 經(jīng)退行性病變的原理打下基 礎(chǔ)。 瑞士蘇黎世大學(xué)神經(jīng)病理 學(xué)家阿谷孜指出:這一成果改變 了游戲規(guī)則。
這一研究成果主要將在以下 三方面具有應(yīng)用價(jià)值:第一,這 一前瞻性的研究將為防止形成 突發(fā)公共衛(wèi)生事件奠定基礎(chǔ)。朊 蛋白所導(dǎo)致的傳染性海綿狀腦 病,分為散發(fā)性,遺傳性,和獲得 性三類(lèi),是一種致死性的人畜共 患病。由于其在動(dòng)物中相當(dāng)高的 傳染性,若缺乏緊密的監(jiān)測(cè),散 發(fā)的病例會(huì)造成此病在局部動(dòng) 物群體中的流行性爆發(fā),在世界 范圍內(nèi)造成嚴(yán)重的的經(jīng)濟(jì)和社 會(huì)后果。本研究成果,將為研發(fā) 一種快速而經(jīng)濟(jì)的動(dòng)物傳染性 海綿狀腦病檢測(cè)手段創(chuàng)造條件。 第二,這一研究將為預(yù)防人傳染 性海綿狀腦病的醫(yī)源性傳染和 血液途徑傳播奠定基礎(chǔ)。目前已 知這種疾病可以通過(guò)醫(yī)源性傳 染或血液途徑傳播,這一項(xiàng)目的 研究將為后期研發(fā)去除血液傳 染源的裝置以及防止醫(yī)源性傳 播打下基礎(chǔ)。第三,促進(jìn)神經(jīng)退 行性疾病病因與病理發(fā)生過(guò)程 的研究。朊蛋白所導(dǎo)致的傳染性 海綿狀腦病是一種典型的老年 性神經(jīng)退行性疾病,它與其他由 蛋白構(gòu)象改變而導(dǎo)致的神經(jīng)退 行性疾病,如老年癡呆癥和帕金 森病,具有許多共同之處,尤其 是由變構(gòu)的蛋白質(zhì)分子所導(dǎo)致 的系列蛋白質(zhì)構(gòu)象改變。這方面 的深入研究有助于闡明其他老 年性神經(jīng)退行性病變的分子機(jī) 制和病理發(fā)生過(guò)程。
據(jù)了解,由馬繼延教授領(lǐng)銜 的生命科學(xué)學(xué)院蛋白質(zhì)生物學(xué) 實(shí)驗(yàn)室,主要致力于蛋白質(zhì)相互 作用及其在神經(jīng)退行性病變發(fā) 生和發(fā)展中的作用研究。在此次 成果上的進(jìn)一步研究已在華東 師范大學(xué)蛋白質(zhì)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室 中展開(kāi)。該研究成果將有利于推 進(jìn)該實(shí)驗(yàn)室在神經(jīng)退行性疾病 的病因與病理發(fā)生學(xué)研究的快 速發(fā)展。 (校報(bào))