阿爾茨海默症(AD)是最常見的癡呆症形式。根據國際阿爾茨海默症協會的數據顯示，每3秒鍾，全球就有一位新患者產生，而這一數字還在隨著人口老齡化攀升。預計到2050年，全球阿爾茲海默症患者將增至1.5億以上。然而，由於這種疾病的進展需要很長時間，它對大腦的全麵影響也隻能通過分析死亡後的腦組織來詳細檢查。因此，急需及早診斷和有效治療或緩解這種疾病的方法。

近30年的普遍觀點認為，大腦中存在的β澱粉樣蛋白(Aβ)和過度磷酸化Tau蛋白組成的神經原纖維纏結驅動了阿爾茲海默症。雖然Aβ肽的大小不同，但以殘基42結尾的肽是最豐富的。少量Aβ42的沉積物也會隨著年齡的增長而形成，並且可能與病情有關。

然而，阿爾茲海默研究領域可謂是困難重重，到目前為止最大的問題是，科學家們仍無法完全理解導致Aβ在大腦中形成的原因。

近日，發表在《美國化學學會雜誌(JACS)》上的一項新研究中，來自劍橋大學領導的研究團隊發現，隨著阿爾茲海默症的病情發展可能導致大腦細胞嚴重過熱。生熱效應與細胞應激有關，而後者可能促進了Aβ42的聚集。該團隊將細胞經曆的這一過程描述為“像煎蛋一樣”，從而破壞了細胞功能。

在這項研究中，研究人員通過使用被稱為熒光聚合物溫度計(FPT)的微型溫度傳感器測到了Aβ42的聚集觸發了細胞的溫度變化，即細胞內生熱效應。

在實驗中，研究人員在人類細胞係中添加澱粉樣β澱粉樣蛋白(Aβ42)以觸發聚集過程。一旦Aβ42開始形成原纖維的細線，細胞的平均溫度就開始升高，然後它們會以生熱的形式釋放能量。通過抑製Aβ42蛋白在其他細胞中的聚集，研究人員確定了原纖維的形成是細胞生熱的原因。

由於Aβ42蛋白聚集需要大量的能量才能進行，一旦聚集過程開始，就會加速並釋放更多熱量，從而形成更多的聚集物。

研究第一作者、劍橋大學化學工程與生物技術係化學工程師Chyi Wei Chung說：“一旦聚集物形成，它們就會離開細胞並被鄰近的細胞吸收，從而感染這些細胞中健康的β澱粉樣蛋白。”

該團隊表示，這是首次在活細胞中發現Aβ42蛋白的伸長直接導致細胞平均溫度升高的現象。

隨後的一項實驗中，研究人員向細胞添加一種小分子化合物MJ040，阻止了Aβ42的聚集，並避免了細胞溫度升高。

研究人員表示，因為MJ040是Aβ42伸長的有效抑製劑，它可以在疾病的後期給藥，從而通過減少Aβ42伸長誘導的生熱來阻止進一步的成核過程。

鑒於上述發現，該團隊提出，未來的阿爾茨海默症治療可以將防止β澱粉樣蛋白的聚集視為保持大腦細胞冷卻和存活一種至關重要的方法。

研究人員表示，基於這項研究成果的治療方法還有很長的路要走，但這項研究澄清了圍繞該疾病的一個謎團。科學家們曾認為，細胞變熱可能是由線粒體損傷導致的。

Chung說：“生熱與細胞應激有關，這可能促進β澱粉樣蛋白的進一步聚集。我們認為，當細胞中存在不平衡時，例如當澱粉樣蛋白濃度略高並開始聚集時，細胞溫度也會隨之升高。”

除了實驗外，研究人員還使用計算機模型來評估β澱粉樣蛋白如何在細胞內作用以提高溫度，這有助於科學家更全麵地了解這種影響數千萬生命的疾病。

通過上述模型，研究人員希望激發這一領域的進一步工作，以開發更準確描述複雜細胞內現象的方法。這些現象會導致生物細胞內溫度升高，而這可能意味著神經退行性變。