在一項新的研究中，來自德國柏林神經退行性疾病中心、柏林夏里特醫(yī)學院和美國德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的研究人員利用德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的低溫電鏡設備，首次捕捉到了與一種神經細胞表面受體結合在一起時的自身抗體的結構圖片，揭示了一種神經系統(tǒng)自身免疫疾病背后的物理機制。這一發(fā)現可能會帶來診斷和治療自身免疫性疾病的新方法。相關研究結果發(fā)表在2022年7月7日的Cell期刊上，論文標題為“Structural mechanisms of GABAA receptor autoimmune encephalitis”。

論文第一作者、德克薩斯大學西南醫(yī)學中心神經科學助理教授Colleen M. Noviello博士說，“我們正在進入一個了解自身免疫性疾病如何在中樞神經系統(tǒng)中發(fā)揮作用的新時代?！?Noviello專門負責獲得低溫電鏡（cryo-EM）圖片，分辨率可達原子級別。

科學家們幾十年來一直在研究自身免疫性疾病---一類免疫系統(tǒng)攻擊身體健康部分的疾病。Noviello博士解釋說，然而，第一種靶向神經元受體蛋白的自身免疫性疾病在15年前才被發(fā)現。從那時起，科學家們已報告了其他一些屬于自身免疫性疾病的疾病的存在。這些疾病包括自身免疫性腦炎（autoimmune encephalitis），即一種以突然出現嚴重癥狀為特征的疾病，包括精神病、癲癇發(fā)作、運動障礙、意識受損，以及控制無意識身體功能的自主神經系統(tǒng)出現問題。

德國研究人員近期發(fā)現了一名當時只有8歲的患者，該患者所患的自身免疫性腦炎似乎是由攻擊GABAA受體的自身抗體引起的，GABAA受體是一種位于突觸表面的蛋白，而突觸是連接腦細胞的特殊結構。這種受體的作用是抑制神經元放電，從而平衡由興奮性受體引發(fā)的電信號以維持神經細胞之間的健康信號傳遞。

圖片來自Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.06.025。

在證實從這名年輕患者的免疫細胞中提取的兩種抗體很容易與GABAA受體結合后，這些作者對與這種受體結合的每種抗體進行了低溫電鏡---一種將蛋白凍結在原位以獲得高分辨率顯微鏡圖片的技術---實驗。德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的低溫電鏡設施于2016年在德克薩斯州癌癥預防與研究機構（Cancer Prevention and Research Institute of Texas）的支持下啟用，可提供了生物分子的三維結構域，其分辨率可達原子級。

這些低溫電鏡圖片顯示，無論是一起還是單獨，這兩種抗體都會阻止GABAA受體抑制神經元的信號傳遞，導致神經元過度電興奮，并導致大腦炎癥、細胞死亡和自身免疫性腦炎特有的癲癇發(fā)作。Noviello博士說，對這些抗體進行篩查可能更好地診斷這種疾??；同樣地，找到阻斷這些抗體和它們的靶標之間的相互作用的方法可能導致更好的治療方法。（生物谷 Bioon.com）

參考資料：

Colleen M. Noviello et al. Structural mechanisms of GABAA receptor autoimmune encephalitis. Cell, 2022, doi:10.1016/j.cell.2022.06.025.