尽管针对这些神经系统疾病的全面治疗不太可能，但科学家们正在逐步了解其基本特征，以期预防或缓解认知和运动障碍。研究人员现在发现，ATP，通常被认为是我们细胞的“燃料”，在神经退行性疾病中扮演着令人惊讶的角色。
阿尔茨海默病、帕金森病和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等神经退行性疾病是每年影响全球数百万人的致残性疾病。这些病理学因遗传、生活方式、共感染及许多其他影响诊断和治疗的复杂因素，难以预防或有效治疗。
尽管针对这些神经系统疾病的全面治疗不太可能，但科学家们正在逐步了解其基本特征，以期预防或缓解认知和运动障碍。在《科学进展》（Science Advances）上发表的一项新研究中，来自冲绳科学技术大学（OIST）的分子神经科学单元和前细胞与分子突触功能单元的研究人员发现，ATP在神经退行性疾病中发挥着意想不到的作用。研究的主要作者劳伦特·吉约（Dr. Laurent Guillaud）表示：“我们发现，ATP调节神经元中蛋白质的凝聚和细胞质的整体粘度。”当轴突中的细胞质——或称轴浆——变得更加粘稠时，蛋白质更容易聚集，可能导致有害的缠结，损害细胞。“通过体外和体内试验，我们发现增强ATP生产可以降低受影响细胞的细胞质粘度，从而分散现有的聚集物并防止未来病理性蛋白质聚集的形成。”
在许多神经退行性疾病中，一个共同的症状是通过称为液-液相分离的过程形成和积累不溶性的、无膜的蛋白质凝聚物。这些蛋白质聚集物可以在细胞内部和之后在外部积累。例如，在晚期阿尔茨海默病中，这些可能表现为神经纤维缠结。
最近的研究表明，ATP可能在体外调节蛋白质溶解性和酵母细胞中的细胞质粘度方面发挥直接作用，作为一种重要的亲水性试剂：一种提高其他溶解性差的物质（包括各种蛋白质）溶解度的化合物。现在，通过对来源于健康人和帕金森病及ALS患者的人类干细胞衍生神经元进行体外和体内实验，研究团队观察到ATP的细胞内浓度与轴浆和通常与神经退行性疾病相关的蛋白质（如帕金森病的SNCA、阿尔茨海默病的Tau和ALS的TDP-43）溶解度之间的直接关系。
吉约博士解释道：“哺乳动物细胞正常的ATP浓度平均为4到8毫摩尔，出乎意料的是如此之高，因为细胞中所有能量过程所需的ATP总浓度仅为几百微摩尔——是一个数量级更低的水平。这使我们关注并研究ATP在神经元中的可能亲水性作用，发现ATP的细胞内浓度与生理和病理条件下的轴浆粘度之间有显著相关性。”例如，研究人员表明，在生理条件下，ATP的局部变化也可以影响细胞质、突触囊泡和突触前区活跃区域的粘度，改变突触的功能组织。
ATP主要由线粒体产生，线粒体的功能和ATP合成速率在我们的生命周期中自然下降。当其他因素负面影响线粒体健康时，例如在帕金森病或ALS中，会导致ATP浓度进一步降低，从而降低蛋白质的溶解度，使细胞质变得更加粘稠。在他们的实验中，研究人员发现通过使用NMN增强ATP的产生，可以通过破坏和溶解ALS神经元轴突中现有的蛋白质聚集物来恢复细胞质流动性。
由于神经退行性疾病的多面性，相关研究十分复杂，尽管我们离全面治愈仍然遥远，但研究人员在这里报告的关键发现对我们理解疾病的细胞机制具有重要意义，使我们更接近于有一天能够全面预防或治疗这些致残的神经退行性疾病。
