近日，来自北卡罗来纳州大学医学院的研究者首次发现了一种具有神经毒作用的蛋白三聚体SOD1，可引起神经凋亡，对肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）疾病进展具有恶性影响。该研究结果目前已发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。
ALS患者由于运动神经元受损，从最初的手脚肌肉无力、僵硬，逐渐扩展到全身肌肉，无法行走，无法说话，无法吞咽，直至大脑完全丧失对肌肉的控制，因无法呼吸而死亡。
北卡罗来纳州大学生物化学和生物物理特聘教授兼该研究作者Nikolay Dokholyan博士解释道：“ALS和其他神经退行性疾病多年来一直是科学家们试图攻克的难疾之一。由于其致病机制尚未完全清楚，目前人类尚无根治这些神经退行性疾病的办法。而我们的研究为人们揭示了运动神经元的全新死亡机制，这一项重大发现和突破将为后期开发治疗神经变性疾病的新型疗法或新药提供了新的思路和线索。”
该研究通过对ALS患者展开小样本调查，发现1%-2%被调查患者体内出现SOD1蛋白变异。而即便是SOD1基因正常的患者，所合成的SOD1蛋白与上述毒性蛋白聚体的形成也有密切联系。该团队通过体外培养运动神经元发现，SOD1蛋白通过形成临时三聚体，进而发挥运动神经元损害作用。
该团队另一成员Elizabeth Proctor博士表示： “这一发现毫无疑问将是ALS疾病运动神经元坏死机制研究领域的一大突破。了解该三聚体的结构和空间构象，人们便能因地制宜的开发相应药物，阻止该毒性蛋白聚体的生成，或者阻断其神经损害作用。对于此，我们充满期待。”
自1990年发现基因突变通过影响蛋白表达而改变ALS疾病进程这一机制后，科学家在SOD1研究领域一直是空白。由于蛋白聚体结构复杂和难以鉴定，且许多聚体在形成之初便迅速降解，这为寻找具有毒性蛋白聚体增加了很大难度。来自麻省理工学院的博士后研究者Proctor认为，这些蛋白聚体之所以毒性大，与其结构不稳定性存在一定关联。结构不稳定特性伴随着高反应活性，对不耐受的部分神经元产生了不可估量的损伤。
为了解开SOD1三聚体结构之谜，研究团队利用计算机模拟技术获得众多三聚体，并在体外培养的运动神经元中检测这些三聚体的作用。结果发现，由SOD1蛋白形成的三聚体可损伤运动神经元功能，而单体SOD1蛋白却无此毒性。该结果令研究团队欣喜若狂。
该团队称，后期将继续探究促SOD1三聚体形成的聚合物质，若能以此为用药靶点，解聚三聚体或者抑制三聚体形成，无疑将为ALS或其他神经退行性疾病新药研发提供新方向。
