自從1985年發現朊蛋白（prion）基因以來，它對神經元的作用及生物學影響一直是個謎。“最終，我們發現了朊蛋白的明確功能，揭示出與特異的受體結合，它們對神經的長期完整性負責，”蘇黎世大學與蘇黎世大學醫院神經病理學研究所Adriano Aguzzi教授說。因此，發表在《自然》（Nature）雜志上的這項研究，闡明了困擾研究人員30多年，最終未獲得答案的一個問題。

朊蛋白是一種危險的病原體，可引發人類和動物致命的腦退化。在上世紀90年代，他們導致了俗稱為瘋牛病的牛海綿狀腦病（Bovine Spongiform Encephalopathy，BSE）疫情。在人類，它們可 引起克雅氏病和其他致命且無法醫治的神經系統疾病。并且，我們知道傳染性朊蛋白是由定位在神經元細胞膜中一種正常朊蛋白PrPC的缺陷性折疊形式所構成。傳染性朊蛋白通過劫持PrPC，將它轉變為另外的傳染性朊蛋白來進行繁殖。

缺少朊蛋白會引起神經疾病

長期以來人們都不清楚，為什么我們人類的神經元中會有一種不發揮任何明顯作用，然而卻可能非常危險的蛋白。Aguzzi花了幾十年時間來研究這一問題，驗證缺失PrPC基因的動物能抵抗朊蛋白病這一理論。但是如果朊蛋白失活，會對機體造成什么影響呢？

幾年前，Aguzzi和他的研究小組發現缺失PrPC基因的小鼠會罹患一種慢性外周神經系統疾病（Nature揭示致病蛋白的毒性開關）。原因在于，敏感神經纖維周圍的許旺細胞（Schwann cell）不再形成保護神經元的絕緣層。由于這一絕緣髓鞘缺陷，外周神經發生病變，有可能導致肌肉運動障礙和癱瘓。

研究人員現在在實驗室中更進一步：在新研究中，Alexander Küffer和Asvin Lakkaraju闡明了當缺失朊蛋白PrPC時外周神經受損的原因。他們發現了神經元生成的PrPC通過一種叫做Gpr126的受體停靠在許旺細胞上的機制。如果這一朊蛋白和受體一起發揮作用，一種調控細胞中化學互作，對于神經保護性髓鞘至關重要的特殊信使物質(cAMP)會增加。Gpr126屬于“G蛋白偶聯受體”大家族，這一受體家族與許多生理過程和疾病有關聯。

30年研究問題終獲解答

這一研究發現解開了長期以來讓神經學家們感到困惑的一個重要問題，指出了未來在醫院中的一些應用。Aguzzi說：“如果你想完全失活朊蛋白PrPC潛在地治療克雅氏病，你需要知道未來對于神經的潛在副作用。”此外，當前揭示出的分子水平上的PrPC效應有可能促成治療周圍神經病變的新方法。目前，對于這些慢性的、令人衰弱的神經系統疾病只有極其有限的治療方案。

朊蛋白是一種非常特殊的蛋白，它們能誘導其他蛋白發生同樣的折疊錯誤，實現自我繁殖。朊蛋白可以在細胞（尤其是神經細胞）中形成干擾性的聚集體，這種聚集體高度穩定，會導致組織損傷和細胞死亡。垂死細胞釋放出的朊蛋白能夠進入其他細胞，造成傳染。這種蛋白不僅可以引發瘋牛病，還和多種神經退行性疾病有關，包括阿爾茨海默癥、帕金森癥和亨廷頓舞蹈病。2015年，諾貝爾獎得主，哥倫比亞大學醫學中心的Eric Kandel教授實驗室在Neuron和Cell Reports雜志上連續發文指出，朊蛋白是小鼠維持長期記憶的關鍵，這一機制很可能也存在于其他哺乳動物中。

在釀酒行業中“發酵停滯”是一個令人頭疼的老問題，本應當忙著將葡萄糖轉變為酒精和二氧化碳的酵母提前罷工，結果剩下的糖都被破壞性的細菌吃掉了。科學家們發現，朊蛋白在這一過程中起到了重要的作用。朊蛋白是一種異常折疊的可復制蛋白，酒里的細菌能通過朊蛋白起作用，在不改變酵母DNA的情況下使酵母發生可遺傳的代謝改變。他們認為，這是拉馬克式遺傳的一個活生生的例子。相關論文于2014年八月二十八日發表在Cell雜志上。