研究揭示了人脑中纳米级金属颗粒的存在华体会体育平台

这是由英国领导的国际研究小组首次确定了人类脑中的元素金属铁和铜

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X射线显微镜图像和从两种阿尔茨海默病的斑块核心获得的X射线吸收光谱,在金刚石光源束线I08测量。X图像显示斑块含有铁和铜沉积物。来自突出区域的X射线吸收光谱与金属元素铁(顶部光谱)和铜(底谱)一致。图片信贷:沃里克大学。

团队,其中包括来自基尔大学的研究人员和沃里克大学,与San Antonio(UTSA)的德克萨斯大学合作,利用英国国家同步钻石光源和基于加利福尼亚州的先进光源,以识别淀粉样斑块内的磁性元素钢和元素金属铜。这些斑块是以前未记录在人体生物学中的铁和铜的化学形式。

在标题的文章中,“人脑中的生物金属元素?”发表在这件事中科学推进Chines,团队看起来从死者的阿尔茨海默患者的脑组织中提取淀粉样斑块。该研究得到了UKRI工程和物理科学研究委员会的财务支持。

淀粉样蛋白斑块是阿尔茨海默病的标志性的特征,并作为阿尔茨海默氏症患者的大脑中的令人不安的金属化学网站。许多科学家认为这些牌匾是阿尔茨海默病进展的一体化。

使用称为X射线光谱的金刚石光源的高级同步rotron方法,研究人员检测到金属的纳米级沉积物(约1/0000TH.患有阿尔茨海默病患者捐赠的后验尸脑组织的峰值尺寸。

同步roton基本上是一种粒子加速器的形式,它利用电子的功率产生辐射亮的X射线,可用于研究具有优异的空间和化学敏感性的疫苗的任何东西。

通常,金属铁和铜的表面极度不稳定,并且可以从其环境中与氧气容易地反应以产生氧化物和其他化合物。铁和铜的化学化合物是几种在体内发生的几种金属,对大脑的福祉至关重要。

但是当在身体的生物化学中发生错误时,这种金属也会损害大脑。金属的不平衡可以与各种痴呆症的发育有关,导致神经变性障碍,例如帕金森和阿尔茨海默氏症的疾病,影响全球数百万人。

在人脑组织内的原始无证金属钢和铜沉积物的发现表明,在植物,病毒和微生物中,预先看到的金属元素也可以在人类中表现出来。

这种金属形式的铜和铁具有明显不同的磁性和化学性质,其氧化物形式,其中它们主要被保存在组织中。在病理或自然过程中预测的纳米沉积物的预测高反应性表面的功能尚未观察到。因此,研究人员的研究结果可以更好地了解金属在正常神经生物学和神经化学中所发挥的角色,以及神经变性疾病。

这是一个令人着迷而又意想不到的发现,这得益于我们用来研究这些来自人类大脑的样本的同步加速器技术的灵敏度和精确度。我们知道某些生命系统可以产生金属的元素形式,所以发现这些元素形式是来自于人类的同等但之前未发现的途径,还是金属形式是疾病的直接后果,将是很重要的

Joanna Collingwood,学习协作和教授,领先Mickical Laboratory,Warwick大学

Peter Sadler教授,医药化学家,沃里克大学的研究共同作者,也专注于医学中的金属研究。“大约10个天然金属有大脑的角色。在完整组织中研究它们的纳米(原子化学形式)是一项重大挑战。我们的研究结果表明,同步X射线光谱可以揭示全新的金属神经化学图片,最终可能导致大脑如何运作和新疗法治疗的新谅解。“

如果通过该研究确定的磁性金属与阿尔茨海默氏症的发展有关,它们的潜在用途用作疾病诊断的标志物,使用磁共振成像(MRI),允许预临床疾病筛查风险群体

詹姆斯·埃弗雷特博士,来自华威大学的荣誉研究员。

埃弗雷特博士也是基尔大学的研究领先作者。

这种突破提供了有希望的逐步变化,了解对人体健康至关重要的金属元素也可以在神经变性疾病中发挥重要作用。这可能有助于通知即将到来的治疗方法,以恢复脑细胞损伤作为中断调节结果的各种疾病中的疾病。

然而,对于金属脑金属的起源而言,仍然存在显着的问题,例如它们是否与淀粉样蛋白斑块特别相关或者更广泛地分布在大脑上。

研究人员希望最新的结果将导致新的和令人兴奋的研究成为金属生物化学在人类大脑中的作用,而使用的先进方法可以调整用于调查一系列生物系统和问题。

期刊参考:

埃弗雷特,J.,。(2021)人脑中的生物金属元素?科学推进doi.org/10.1126/sciadv.abf6707

来源:https://warwick.ac.uk/

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