摘要
宾夕法尼亚州立大学医学院的研究人员发现，海水中藻华产生的环境毒素会导致肌萎缩侧索硬化症(ALS)。
宾夕法尼亚州立大学医学院的研究人员发现，海水中藻华产生的环境毒素会导致肌萎缩侧索硬化症(ALS)。
研究人员调查了一个环境毒素叫& # 946;-Methylamino-L-alanine (BMAA)与显著增加发生零星的ALS与频繁的人群膳食食用含有高水平的的食物来源BMAA——包括关岛的查莫罗语人口,ALS发病率比其他人群约100倍。
这种毒素是由蓝藻产生的，蓝藻是一种蓝绿色的藻类，可以发生在海洋生态系统中。据研究人员称，BMAA在鲨鱼、贝类和底栖动物中积累，因此主要依赖这些食物来源的种群可能面临风险。
神经外科助理教授伊丽莎白•普洛克托(Elizabeth Proctor)和药理学教授尼古拉•多霍利安(Nikolay Dokholyan)利用电脑研究了接触这种毒素可能导致ALS等疾病的原因。
据研究人员称，如果BMAA成为一种名为铜锌超氧化物歧化酶(SOD1)的蛋白质的一部分，这种蛋白质可能会采取一种对神经元有毒的形式。
Proctor拥有生物信息学和计算生物学博士学位，他说这项研究可能是研究ALS非基因病例的一个模型，ALS占所有诊断病例的90%。Proctor说:“我们的研究结果表明，有必要进一步研究ALS患者SOD1的修饰模式。”“如果我们能确定疾病的发病和发展的分子模式，它可能有助于发展生活方式和零星ALS的预防干预措施。”
研究人员未能解释为什么BMAA会导致ALS和其他神经退行性疾病的发生。
Proctor和Dokholyan在发表于《公共科学图书馆计算生物学》(PLOS Computational Biology)的研究中提出，BMAA会导致SOD1蛋白折叠成对神经元有害的形式。
蛋白质是由20种氨基酸根据DNA编码的特定“配方”合成的。对“成分”的轻微改变可能会导致蛋白质不能按预期的方式发挥作用。Proctor说，如果在构建SOD1的运动神经元中存在足够的BMAA，它可能会被误认为是具有类似性质的氨基酸l -丝氨酸。研究人员利用计算机模型观察了用BMAA取代丝氨酸后的蛋白质，结果发现，这种取代严重改变了蛋白质的结构和稳定性。
“与大多数正常蛋白质相比，SOD1具有更高的稳定性，”拥有物理学博士学位的Dokholyan说。“虽然这种蛋白的许多突变都与ALS有关，但其结构的变化不足以造成明显的不稳定。”丝氨酸是BMAA竞争的氨基酸，在SOD1的“配方”中出现了十次。研究人员使用Dokholyan开发的计算机程序，用BMAA取代丝氨酸，对他们的理论进行了测试。他们观察到，BMAA的掺入对蛋白质的结构和稳定性有不利影响，并导致蛋白质折叠或不正确地采用其形状。
研究人员表示，研究患者SOD1改变的模式，可能有助于开发出治疗零星ALS的潜在干预措施。一个可能的干预措施是对暴露于高剂量BMAA的人群补充l -丝氨酸。
虽然这项研究表明两项肌萎缩性侧索硬化症的证据之间存在联系，但Dokholyan说，许多分子因素有助于医生看到症状的表现。“各种基因突变和外部因素，如BMAA暴露，都与ALS有关，”Dokholyan说。“如果我们能找出一种模式，它可能会为如何解开其他模式提供线索。”
来源：Medindia
此文系悬壶济世网原创整理，没有授权，请勿转载！
