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用于帕金森病種子擴(kuò)增檢測(cè)的優(yōu)化α-突觸核蛋白單體
英文原文作者: Emma Mason | 2025年10月22日
帕金森病（PD）是一種進(jìn)行性神經(jīng)退行性疾病，其特征包括震顫、肌肉僵硬、運(yùn)動(dòng)遲緩，以及抑郁和認(rèn)知能力下降。由于臨床癥狀與其他神經(jīng)退行性疾?。ㄈ缍嘞到y(tǒng)萎-縮MSA、路易體癡呆DLB和彌漫性路易體病DLBD）相似，準(zhǔn)確診斷PD具有挑戰(zhàn)性。
近年來(lái)，α-突觸核蛋白種子擴(kuò)增檢測(cè)（SAA）成為一種有前景的工具，可用于早期檢測(cè)PD、監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展以及評(píng)估治療效果。當(dāng)前的研究重點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)操作步驟，以提高檢測(cè)的可靠性并改善對(duì)患者的治療方案。
StressMarq Biosciences 是神經(jīng)退行性疾病研究蛋白構(gòu)建體的領(lǐng)-先供應(yīng)商。本文介紹了種子擴(kuò)增檢測(cè)的核心科學(xué)原理及其在PD研究中的重要性，并強(qiáng)調(diào)了StressMarq在該領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)能力和持續(xù)創(chuàng)新。StressMarq開(kāi)發(fā)的優(yōu)化單體α-突觸核蛋白底物，加強(qiáng)了其豐富的纖維狀、寡聚體和單體α-突觸核蛋白產(chǎn)品組合，這些產(chǎn)品專(zhuān)為各種研究應(yīng)用而設(shè)計(jì)*。
α-突觸核蛋白與帕金森
1997年，科學(xué)家首-次發(fā)現(xiàn)α-突觸核蛋白基因（SNCA）中的點(diǎn)突變與家族性PD有關(guān)1。同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)α-突觸核蛋白是路易體的主要成分——這些是PD患者腦中異常蛋白團(tuán)塊2。
PD的發(fā)病機(jī)制涉及α-突觸核蛋白單體聚集成神經(jīng)毒性寡聚體和纖維狀結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)可作為種子促進(jìn)進(jìn)一步聚集。目前，科學(xué)家正在研究這種聚集機(jī)制是否能用于PD的早期診斷，然而目前只能通過(guò)死后腦組織分析確認(rèn)。
種子擴(kuò)增檢測(cè)原理
1994年，Kocisko等人3開(kāi)發(fā)了首-個(gè)種子擴(kuò)增檢測(cè)方法，展示了從羊瘙癢病腦中提取的蛋白（PrPSSc）可在無(wú)細(xì)胞系統(tǒng)中將正常蛋白（PrPC）轉(zhuǎn)化為PrPSc。然而，該方法需要使用放射性標(biāo)記的PrPC，技術(shù)復(fù)雜且轉(zhuǎn)化率低。
2001年，Sarborio等人開(kāi)發(fā)了蛋白錯(cuò)誤折疊循環(huán)擴(kuò)增（PMCA）技術(shù)，作為更高效的替代方法4。PMCA使用高頻超聲波碎裂新形成的聚集體，從而生成更多種子，加速正常底物向錯(cuò)誤折疊產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化。通過(guò)多輪孵育和超聲處理，可指數(shù)級(jí)增加病理蛋白濃度，并通過(guò)Western blot或免疫檢測(cè)方法檢測(cè)。
2011年，Atarashi等人開(kāi)發(fā)了實(shí)時(shí)震蕩誘導(dǎo)轉(zhuǎn)化（RT-QuIC）檢測(cè)方法5。該方法使用震蕩代替超聲作為能量來(lái)源，并通過(guò)硫磺素 T熒光監(jiān)測(cè)聚集形成過(guò)程。
傳統(tǒng)PMCA 和 RT-QuIC 的優(yōu)缺點(diǎn)
第-一代 PMCA 和 RT-QuIC 檢測(cè)方法各自具有不同的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，Liu 等人最近的一篇文章對(duì)此進(jìn)行了總結(jié)，并列于表1中6。多年來(lái)，這兩種方法經(jīng)過(guò)多次優(yōu)化，以增強(qiáng)其靈敏度、檢測(cè)速度和臨床適用性。如今，研究人員已經(jīng)能夠在腦脊液（CSF）、血液和尿液等樣本中檢測(cè)到極微量（attogram級(jí)別）的 PrP^Sc（病理性朊蛋白）。
此外，PMCA 和 RT-QuIC 技術(shù)已被改造用于擴(kuò)增和檢測(cè)除感染性朊蛋白以外的其他蛋白，包括具有種子活性的 α-突觸核蛋白（alpha-synuclein）、tau蛋白和淀粉樣蛋白β（amyloid beta）。
關(guān)鍵點(diǎn) | 傳統(tǒng)PMCA | RT-QuIC |
底物 | 腦勻漿 | 重組類(lèi)朊蛋白 |
能量來(lái)源 | 超聲處理 | 間歇性震蕩 |
結(jié)果 | 半定量的蛋白印跡法(Western blot) | 定量的實(shí)時(shí)硫磺素T熒光監(jiān)測(cè) |
優(yōu)點(diǎn) | 反應(yīng)產(chǎn)物具有與底物相同的感染性、毒株特性和物種特異性 | • 底物高度一致 • 震蕩頻率和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)化 • 比PMCA更快獲得結(jié)果 |
缺點(diǎn) | • 難以確保底物供應(yīng)一致 • 超聲波處理標(biāo)準(zhǔn)化程度低 • 存在由于PrPSc自發(fā)生成而導(dǎo)致假陽(yáng)性的風(fēng)險(xiǎn) • 具有生物危害性 | • 反應(yīng)產(chǎn)物在構(gòu)象上與PrPSc不同, 且不具感染性 • 可能因底物自聚或新生轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致假陽(yáng)性 |
變體應(yīng)用 | sPMCA, PMCAb, rPrP-PMCA, PMSA | PQ-RT-QuIC, IQ-RT-QuIC, eQuIC, IOME-RT-QuIC |
α-突觸核蛋白種子擴(kuò)增用于帕金森檢測(cè)
RT-QuIC廣泛用于研究α-突觸核蛋白種子擴(kuò)增，通常配合FLUOstar® Omega等儀器使用，該儀器可自動(dòng)震蕩并讀取熒光，簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)流程。為確保結(jié)果準(zhǔn)確可靠，重組α-突觸核蛋白單體必須高度純凈且無(wú)聚集體，而纖維狀種子則需嚴(yán)格表征其活性、穩(wěn)定性和疾病相關(guān)性。研究人員需根據(jù)自身設(shè)備和試劑優(yōu)化實(shí)驗(yàn)操作步驟，并參考已有文獻(xiàn)和數(shù)據(jù)。
越來(lái)越多的研究表明，α-突觸核蛋白SAA具有診斷和預(yù)測(cè)PD的潛力。例如，Concha-Marambio等人在2023年發(fā)表的研究展示了如何通過(guò)SAA區(qū)分PD患者與MSA患者的腦脊液樣本中的聚集體7。
2025年，Orrú等人發(fā)表的縱向隊(duì)列研究表明，PD的遺傳狀態(tài)決定了α-突觸核蛋白種子擴(kuò)增動(dòng)力學(xué)的特征，而SAA的動(dòng)力學(xué)指標(biāo)“達(dá)到閾值時(shí)間"（TTT）可作為臨床試驗(yàn)分層工具，用于招募具有相似疾病進(jìn)展速度的PD患者群體8。
用于PD研究的α-突觸核蛋白
StressMarq Biosciences 提供多種α-突觸核蛋白單體、寡聚體和預(yù)形成纖維（PFFs），以加速PD藥物研發(fā)和疾病建模。隨著種子擴(kuò)增檢測(cè)和RT-QuIC在神經(jīng)退行性疾病研究中的認(rèn)可度不斷提高，StressMarq正積極開(kāi)發(fā)和優(yōu)化適用于這些檢測(cè)的α-突觸核蛋白工具。
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參|考|文|獻(xiàn)
01
Polymeropoulos MH, Lavedan C, Leroy E, et al. Mutation in the alpha-synuclein gene identified in families with Parkinson's disease. Science. 1997;276(5321):2045-2047.
02
Spillantini MG, Schmidt ML, Lee VM, et al. Alpha-synuclein in Lewy bodies. Nature. 1997;388(6645):839-840.
03
Kocisko DA, Come JH, Priola SA, et al. Cell-free formation of protease-resistant prion protein. Nature. 1994;370(6489):471-474.
04
Saborio GP, Permanne B, Soto C. Sensitive detection of pathological prion protein by cyclic amplification of protein misfolding. Nature. 2001;411(6839):810-813.
05
Atarashi R, Satoh K, Sano K, et al. Ultrasensitive human prion detection in cerebrospinal fluid by real-time quaking-induced conversion. Nat Med. 2011;17(2):175-178.
06
Liu R, Chen Z, Wang Y, Wu L. Application of protein misfolding amplification techniques in prion diseases. Ageing Neur Dis.2025;5:15.
07
Concha-Marambio L, Pritzkow S, Shahnawaz M, et al. Seed amplification assay for the detection of pathologic alpha-synuclein aggregates in cerebrospinal fluid. Nat Protoc. 2023;18(4):1179-1196.
08
Orrú CD, Vaughan DP, Vijiaratnam N, et al. Diagnostic and prognostic value of α-synuclein seed amplification assay kinetic measures in Parkinson's disease: a longitudinal cohort study. Lancet Neurol. 2025;24(7):580-590.
* StressMarq Biosciences’ products are intended for Research Use Only (RUO).
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