蛋白质居然还能像病毒那样传播?这事儿听起来挺不可思议的,甚至颠覆了传统的教科书认知。1982年,Prusiner博士和他的团队把羊瘙痒症病毒折腾了个底朝天,经过反复过柱、酶切、照紫外、泡化学试剂这些复杂操作,硬是把所有核酸都清除干净了。结果就剩下一种纯蛋白质的感染因子,它不仅能扛住蛋白酶的消化,还能把疾病传给下一代,于是大家就给它起了个名字叫Prion,意思就是蛋白质感染体。这个发现直接把“只有核酸才能复制”的老规矩给打破了,让生物学家意识到,蛋白质本身也能携带“构象指令”。 说到这两种蛋白质,细胞里本来安静的PrPc有40%是α螺旋结构,表面干干净净。可一旦被错误折叠成致病型PrPSc,β折叠含量一下子飙升到43%,α螺旋就急剧减少了。整个分子变得像拧成一团的毛巾一样紧实,连蛋白酶也拿它没办法。PrPSc溶解度很低,就像淀粉样纤维一样互相勾连在一起形成大团块,最后把神经细胞活活缠死。 朊病毒并不会自己制造新的蛋白质,它靠的是一种“搭便车”的策略。它会吸引正常的PrPc蛋白过来,把对方拖进错误构象的深渊里。接着大家手拉手串成淀粉样长链。这个过程就像滚雪球一样越滚越大:每多一个正常蛋白过来帮忙,雪球上就多一层糖衣。到最后正常朊蛋白被挤到了角落里,疾病也就悄悄形成了。 人类现在知道的几种朊毒体病还挺多的,像克-雅病、库鲁病、杰茨曼-斯特劳斯综合征、致死性家族性失眠症等等。它们都有一个共同特点:潜伏期特别长,可能从几年到几十年不等;中枢神经系统里的星形胶质细胞疯狂增生;神经纤维里充满了空泡;患者最后会因为痴呆和肌阵挛陷入昏迷。 最早被发现的朊毒体病是在巴布亚-新几内亚的高地部落。当地人有个习惯是食用逝去亲人的脏器来祭祖。自从这个习俗被禁止以后,库鲁病的新发病例就彻底没有了。这种病刚开始表现为头痛、关节痛和共济失调,接着会出现肌阵挛和痴呆的症状,很多病人都在3到6个月内就去世了。 疯牛病(BSE)也是一种比较典型的例子。它的前驱期症状特别容易被误诊为抑郁症,比如疲劳、失眠、抑郁和幻觉。后来患者的记忆就崩溃了,视力也模糊了起来,紧接着会出现肌阵挛、强直和舞蹈样动作这些症状。90%的病例在一年内就结束生命了,少数能拖到两年以上,但没有一个人能活下来。 虽然对朊病毒的研究已经进行了半个多世纪了,但现在还没有找到根治的方法。科学家们正在利用新一代分子影像和基因编辑工具来寻找突破口。或许在不久的将来我们就能把这场蛋白质“变形记”彻底写进历史。 虽然现在还是有很多未解之谜:为什么有些正常的PrPc会被“拉下水”?外源的PrPSc是怎么跨过血脑屏障的?还有怎么把已经形成的淀粉样纤维给拆解掉?这些问题都在等着科学家们去解决呢。