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讀者YULIN在2025-12-27利用本網站的與我聯絡詢問:教授你好,長期以來都是你的忠實讀者,今天剛好看到"普里昂蛋白(朊毒體)" “庫魯病" “克雅二氏病" “狂牛症" , 其傳染給人的途徑之一是食用到受感染的食物,突然想起你說的蛋白質吃進人體後只能被分解成胺基酸才能進入血液循環,那食用到"普里昂蛋白(朊毒體)"到使人致病的機轉是怎樣的呢? (該致病蛋白質理應被消化成胺基酸進入血液循環或者不能被消化就被排出身體),為啥還能透過血液循環到腦部破壞腦部細胞? 感謝

我先解釋讀者留言裡的幾個名詞:

普里昂蛋白:普里昂是Prion 的音譯。加州大學舊金山分校教授Stanley Prusiner在1980年代初期發現Prion以及它的致病機制, 因而在1997年獲頒諾貝爾醫學獎。

朊毒體:異常的普里昂蛋白。這種蛋白質會破壞大腦,造成Prion disease。中國科學院院士曹天欽提議將Prion翻譯成朊病毒(朊和阮同音,意思是蛋白質),但由於Prion並非病毒(virus),所以現在是把Prion翻譯成朊毒體。

庫魯病:Kuru的音譯,是一種Prion disease。巴布亞紐幾內亞的土著有吃親人遺體的習俗,而如果死者是帶有異常的Prion protein,食用人就會被感染,從而發展成Kuru。

克雅二氏病:Creutzfeldt-Jakob Disease的音譯。類似庫魯病,但屬於散發性(非特定族群),而病程也不同。

狂牛症:Mad Cow Disease的翻譯,也是一種Prion disease。請看我2019-6-1發表的狂牛症,牛肉安全

Prion protein是正常存在脯乳類動物的蛋白質。但在一些目前仍不完全明瞭的情況下,它會轉化(錯誤折疊)成具有感染力和致病性的異構體(isoform)。正常的Prion protein是簡寫成PrPC,而異常的Prion protein則簡寫成PrPSc。當PrPC接觸到PrPSc時,就會被轉化成PrPSc,從而啟動一發不可收拾的連鎖反應。

我在2019-5-3發表的食物加熱,破壞蛋白質?裡有說:在每一個生物體裡,蛋白質都是先形成一級結構,然後二級,然後三級,然後四級。我也有提供圖片和解釋。

PrPC和PrPSc是有完全相同的一級結構,但卻有不同的二級和三級結構。PrPC的三級結構主要是由α螺旋(α-helices)組成。這種結構很容易展開,從而容易被胃酸和蛋白酶分解。PrPSc的三級結構主要是由β摺疊(β-sheets)組成。這種結構頑強死板,不受胃酸影響,也能抵擋蛋白酶的攻擊。

有關PrPSc為何不會被胃腸分解成氨基酸,Stanley Prusiner教授所帶領的團隊在1983就發表A protease-resistant protein is a structural component of the scrapie prion(一種抗蛋白酶的蛋白質是羊癢病朊毒體的結構成分)。在非變性條件下,PrPSc在 37°C 下經蛋白酶 K 水解 2 小時後仍保持抗性。當使用胺基酸特異性蛋白酶胰蛋白酶或 SV-8 蛋白酶取代蛋白酶 K 時,PrPSc的含量均未改變。

後續的研究進一步發現PrPSc為何不會被胃腸分解成氨基酸,例如:

2010:Prion Diseases and Their Biochemical Mechanisms(朊毒體疾病及其生化機制)。朊毒體病通常伴隨澱粉樣蛋白樣原纖維的沉積,類似於阿茲海默症、亨廷頓舞蹈症和帕金森氏症等其他神經退化性疾病中觀察到的原纖維。所有澱粉樣蛋白都表現出對蛋白水解酶的抵抗性、不溶性。它們具有一個共同的「交叉β」核心,其中β折疊垂直於原纖維的長軸,氫鍵平行於長軸。任何此類澱粉樣蛋白結構都位於 C 端殘基 ~90-231 內。該區域對應於抗蛋白酶片段。

簡而言之,PrPSc之所以不會在胃腸裡被分解成氨基酸,是因為它的結構主要是由β折疊構成,而富含β折疊的蛋白質是具有以下3個特性:

  1. 傾向於堆疊成原纖維,形成不溶性聚集體。
  2. 在強酸(胃酸)裡也能保持結構完整。
  3. 蛋白酶的切割位點被轉移至結構的深處,從而形成蛋白酶抗性。

至於PrPSc是如何穿過腸壁,從而進入血液循環,有證據表明,它是使用一種「特洛伊木馬」的方法,也就是與鐵蛋白結合。由於人體具有吸收鐵蛋白的特殊途徑,所以朊毒體就可以「搭便車」進入血液循環。 也有證據表明,腸道裡的特化免疫細胞(M細胞)會將PrPSc拉過屏障而使其進入淋巴系統。請看:Infectious Prions Hitch Ride on Ferritin(傳染性朊毒體搭鐵蛋白的便車)以及Prion Diseases and the Immune System(朊毒體疾病與免疫系統)。