近日，一篇刊登在國際雜志Proceedings of the National Academy of Sciences上題為“Hydrogen sulfide is neuroprotective in Alzheimer's disease by sulfhydrating GSK3β and inhibiting Tau hyperphosphorylation”的研究報告中，來自英國埃克塞特大學等機構的科學家們通過研究發(fā)現(xiàn)，硫化氫（hydrogen sulfide）或能幫助有效預防阿爾茲海默病的發(fā)生。

硫化氫的典型特征是有毒、具有腐蝕性且散發(fā)著臭雞蛋的氣味，其“臭名”可能很快就會得到改善了，在對小鼠進行研究后，研究人員發(fā)現(xiàn)，硫化氫的惡臭氣味或有助于保護機體大腦細胞，從而使個體免于阿爾茲海默病的發(fā)生，這種生化反應的發(fā)現(xiàn)或有望幫助研究人員開發(fā)新型藥物來抵御神經變性疾病的發(fā)生。

研究者Bindu Paul說道，我們的最新研究結果利用硫化氫和細胞內的其它氣體分子，將機體衰老、神經退化好細胞信號牢牢聯(lián)系在了一起；正常情況下人體會產生少量的硫化氫來幫助調節(jié)機體中從細胞代謝到擴張血管等多種全身性功能，氣體是主要的細胞信使分子，其對于大腦健康尤為重要，然而，與傳統(tǒng)神經遞質不同的是，氣體并不會在囊泡中進行儲存，其會通過不同的機制快速促進細胞的信號傳遞來發(fā)揮作用。以硫化氫為例，其需要通過一種化學硫化的作用來修飾靶向蛋白質，從而調節(jié)其活性。

此前研究中，研究人員利用一種新方法揭示，大腦中硫水合（sulfhydration）的水平會隨著年齡增長而下降，這種趨勢在阿爾茲海默病患者大腦中會被放大；文章中，研究人員使用了相同的方法證實了在阿爾茲海默病患者的大腦中硫水合作用的水平確實會下降。當前研究中，研究人員通過對遺傳工程化修飾模擬人類阿爾茲海默病的小鼠模型進行研究，他們給小鼠注射了名為NaGYY的攜帶硫化氫的化合物，這種化合物能夠緩慢釋放“乘客”硫化氫分子，同時能在機體中“旅行”；隨后研究人員在為期12周時間里檢測了小鼠記憶和運動功能的改變情況。對小鼠的行為研究結果表明，相比沒有注射化合物NaGYY的小鼠而言，硫化氫能夠改善50%接受注射的小鼠機體的認知和運動功能，接受注射的小鼠同時還能更好地記住平臺出口的位置，并且要比未接受注射的小鼠（模擬阿爾茲海默?。└踊钴S一些。

研究者Matt Whiteman教授表示，截至目前為止，研究人員缺乏藥理學的工具來模擬機體如何緩慢地在細胞內制造微量的硫化氫氣體；這項研究中研究人員使用的化合物就是這樣做的，研究者發(fā)現(xiàn)，其能糾正大腦中硫化氫的水平，從而成功逆轉阿爾茲海默病的某些方面。相關研究結果表明，通過引入硫化氫或有望逆轉阿爾茲海默病患者的行為結局，但研究人員希望能夠通過研究揭示大腦如何對氣體分子產生化學反應。一系列生化實驗結果揭示了一種名為GSK3β（糖原合成酶β）的常見酶類或會發(fā)生改變，在健康水平硫化氫存在的情況下，GSK3β通常能作為一種信號分子，將化學標志物添加到其它蛋白上并改變其功能，然而研究人員觀察到，在沒有硫化氫的情況下，GSK3β會被大腦中另外一種名為Tau蛋白過度吸引。

當GSK3β與Tau蛋白相互作用的話，Tau就會轉變成另外一種形式，在神經細胞內形成纏結并聚集，隨著Tau不斷積累，纏結的蛋白質就會阻斷神經細胞之間的交流，從而最終促進神經細胞死亡，最終就會導致機體認知功能、記憶和運動功能的退化及最終的喪失，而這往往是阿爾茲海默病的主要特征。

最后研究者Daniel Giovinazzo表示，理解這一系列事件發(fā)生的機制對于設計能夠阻斷諸如天然硫化氫那樣的相互作用非常重要；下一步研究人員計劃通過聯(lián)合研究來闡明硫基基團如何與GSK3β以及參與其他細胞和器官系統(tǒng)阿爾茲海默病病理學改變的蛋白發(fā)生相互作用，同時研究人員還計劃分析這種新型的硫化氫遞送分子是否能作為下一步研究的重點。

參考資料：

Daniel Giovinazzo, Biljana Bursac, Juan I. Sbodio, et al. Hydrogen sulfide is neuroprotective in Alzheimer's disease by sulfhydrating GSK3β and inhibiting Tau hyperphosphorylation, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI:10.1073/pnas.2017225118

Hydrogen sulfide could guard against Alzheimer's disease

by University of Exeter