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虽然不太可能全面治愈这些神经系统疾病，但科学家们正在努力了解它们的基本特征，希望能预防或减轻认知和运动障碍。在发表在《科学进展》上的一项新研究中，来自冲绳科学技术研究所（OIST）分子神经科学部门和前细胞和分子突触功能部门的研究人员发现，ATP，这种最常被认为是我们细胞的“燃料”，在神经退行性疾病中起着令人惊讶的作用。
神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏症、帕金森氏症和肌萎缩性侧索硬化症（ALS，肌萎缩性侧索硬化症）是一种使人衰弱的疾病，每年影响着全世界数百万人。众所周知，由于遗传、生活方式、合并感染以及影响从诊断到治疗的许多其他因素的复杂相互作用，这些病理很难预防或有效治疗。
虽然不太可能全面治愈这些神经系统疾病，但科学家们正在努力了解它们的基本特征，希望能预防或减轻认知和运动障碍。在发表在《科学进展》上的一项新研究中，来自冲绳科学技术研究所（OIST）分子神经科学部门和前细胞和分子突触功能部门的研究人员发现，ATP，这种最常被认为是我们细胞的“燃料”，在神经退行性疾病中起着令人惊讶的作用。“我们发现ATP调节蛋白质凝结和神经元细胞质的整体粘度，”该研究的主要作者Laurent Guillaud博士说。当轴突的细胞质更粘稠时，蛋白质更容易聚集，这可能导致有害的缠结，损害细胞。“通过体外和体内试验，我们发现促进ATP的产生可以降低受影响细胞的细胞质粘度，分散现有的并防止未来的病理蛋白质聚集。”
在许多神经退行性疾病中，一个常见的症状是通过称为液-液相分离的过程形成和积累不溶性的无膜蛋白质凝聚体。这些蛋白质聚集体既可以在细胞内积聚，也可以在细胞外积聚。例如，在晚期阿尔茨海默病中，这些可能表现为神经原纤维缠结。
最近的研究表明，ATP可能在体外调节蛋白质增溶和酵母细胞的细胞质粘度中起直接作用，作为一种重要的亲水剂：一种增加其他水溶性差物质（包括各种蛋白质）溶解度的化合物。现在，通过对健康、帕金森氏症和渐冻症患者的人类干细胞来源的神经元进行体外和体内实验，研究小组观察到细胞内ATP浓度与轴质和通常与神经退行性疾病相关的蛋白质（如帕金森氏症的SNCA、阿尔茨海默氏症的Tau和渐冻症的TDP-43）的溶解度之间存在直接关系。
“哺乳动物细胞的平均ATP浓度通常为4到8毫摩尔，这是惊人的高，因为细胞中所有能量过程所需的ATP总浓度只有几百微摩尔——比这低了一个数量级。这使我们关注并研究ATP在神经元中可能的嗜水作用，从中我们发现在生理和病理条件下，细胞内ATP浓度与轴浆粘度之间存在显著的相关性，”Guillaud博士解释说。例如，研究人员表明，在生理条件下，ATP的局部变化也会影响胞质溶胶、突触囊泡和突触前区活动区的粘度，从而改变突触的功能组织。
ATP主要是由线粒体产生的，线粒体的功能和ATP的合成速度在我们的一生中自然下降。当其他因素对线粒体健康产生负面影响时，如帕金森病或肌萎缩侧索硬化症，问题就出现了，这可能导致ATP浓度进一步降低，从而降低蛋白质的溶解度，使细胞质更粘稠。作为实验的一部分，研究人员发现，使用NMN通过分解和溶解ALS神经元轴突中现有的蛋白质聚集体来促进ATP的产生，从而挽救了细胞质的流动性。
神经退行性疾病的研究是非常复杂的，因为它们的多面性，虽然我们离全面治愈还很远，但研究人员报告的关键发现对我们理解疾病的细胞机制具有重要意义，使我们更接近有一天能够全面预防或治疗这些使人衰弱的神经退行性疾病。
Loss of intracellular ATP affects axoplasmic viscosity and pathological protein aggregation in mammalian neurons
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