最近，來(lái)自馬薩諸塞州總醫院（MGH）和哈佛大學(xué)羅蘭研究所的一個(gè)研究小組，使用由哈佛大學(xué)/羅蘭學(xué)院開(kāi)發(fā)的一種專(zhuān)門(mén)納米探針，直接測量活的培養細胞內的關(guān)鍵蛋白的水平。相關(guān)結果發(fā)表在國際期刊《NanoLetters》，在這項研究中，研究人員使用這種設備，來(lái)記錄老年癡呆癥相關(guān)蛋白——淀粉樣β蛋白（A-β）和tau蛋白在神經(jīng)元和其他細胞（暴露于一種已知可在小鼠大腦中產(chǎn)生老年癡呆癥樣變化的麻醉劑）中的水平。

　　本文第一作者、羅蘭研究所的研究員FengLiang指出：“為了研究A-β蛋白和tau蛋白的動(dòng)力學(xué)，我們需要一種方法來(lái)觸發(fā)這兩種蛋白的表達，也需要一種工具來(lái)追蹤蛋白表達的動(dòng)態(tài)變化。”

　　在2008年，當前團隊的一些MGH成員表明，在培養細胞和小鼠的大腦中，麻醉劑異氟烷可誘導老年癡呆癥中出現的特征性變化——包括細胞死亡酶的激活和A-β淀粉樣蛋白的產(chǎn)生。2014年，哈佛大學(xué)/羅蘭學(xué)院的研究人員證明，他們這種納米設備能夠檢測活的培養細胞內的蛋白質(zhì)水平。當前的研究合并了這些結果，以調查關(guān)于老年癡呆癥機制的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題——這種疾病的特征是A-β蛋白的產(chǎn)生，還是生成異常形式的tau蛋白。

　　哈佛大學(xué)/羅蘭學(xué)院開(kāi)發(fā)的這種尖端設備大約50納米(十億分之一米)寬，比單個(gè)細胞小200倍。集成的金奈米棒作為生物傳感器，用于所謂的表面等離子體共振（響應光信號的電子振蕩，可能觸發(fā)反映蛋白質(zhì)結合信號的光學(xué)讀數）。靶定特定蛋白質(zhì)的抗體，可以結合到探針上，以具體測定蛋白質(zhì)含量。該研究團隊首先證明，可以使用納米等離子纖維尖端探針(nFTP)來(lái)量化單個(gè)細胞中的蛋白質(zhì)含量，而不影響它們的活力和生存能力。

　　然后，研究人員使用nFTP設備，在經(jīng)過(guò)異氟烷處理的培養細胞中，跟蹤A-β蛋白和老年癡呆癥形式tau蛋白的水平變化，其特點(diǎn)是過(guò)量的磷酸鹽分子。讀數表明，A-β蛋白表達，比磷酸化的tau蛋白水平的增加，領(lǐng)先了幾個(gè)小時(shí)。該研究團隊隨后表明，雖然阻斷A-β蛋白表達可降低tau水平，但是阻斷tau蛋白并沒(méi)有阻止A-β蛋白的初始上升。然而，如果沒(méi)有磷酸化的tau蛋白表達，A-β蛋白水平最終開(kāi)始下降，從而表明在這種A-β蛋白生成過(guò)程中的一個(gè)序列，刺激了tau蛋白的磷酸化，這進(jìn)一步促進(jìn)了A-β蛋白的產(chǎn)生。

　　本文共同通訊作者、羅蘭研究所的QiminQuan博士指出：“我們以極高的敏感性，把傳統的免疫測定帶進(jìn)了活細胞。該設備測定大量單細胞的能力仍然是有限的，還需要進(jìn)一步改進(jìn)。但其極高的靈敏度、免標記和單細胞能力，使它成為一種獨特的工具，診斷臨床上獲得的有限樣本。”

　　本文共同通訊作者、MGH麻醉、急救護理和疼痛醫學(xué)系老年麻醉研究部門(mén)主任謝仲淙（ZhongcongXie）教授補充說(shuō)：“每年大約有850萬(wàn)名老年癡呆癥患者需要麻醉和手術(shù)護理。了解麻醉如何影響老年癡呆癥背后的機制，需要麻醉學(xué)、神經(jīng)學(xué)和工程學(xué)專(zhuān)家之間的合作。此外，使用麻醉劑和nFTP設備測量A-β和tau蛋白之間的相互作用，只是第一步。”