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阿尔茨海默症开创性论文涉嫌造假，后果究竟有多严重？

2022/07/24
导读
这一高被引论文的涉嫌造假事件远没有颠覆Aβ的毒性假说
    7.24
知识分子The Intellectual

这一高被引论文的涉嫌造假事件远没有颠覆Aβ的毒性假说 | 图源：pixabay.com


  导  读

涉嫌造假的论文仅研究了Aβ*56，而Aβ*56只是Aβ寡聚物的一种，并非是该领域研究最丰富的寡聚形式。文章虽然引用量较高，但真正重复该实验的研究并未广泛地开枝散叶。因此，总的来说，这一高被引论文的涉嫌造假事件远没有颠覆Aβ的毒性假说。

撰文 | 方圆责编 | 钱炜

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近日，《科学》杂志发表了一篇调查报告 [1]。事情的缘由是青年科学家Matthew Schrag对另一名阿尔兹海默症（AD）领域的新星 Sylvain Lesné 的系列工作提出公开质疑，认为其自2006年至今，围绕Aβ*56的工作存在的开创性工作以来，可能存在科学不当行为。《科学》杂志已为此进行了为期6个月的调查，为Schrag的怀疑提供了强有力的支持。

Sylvain Lesné和Karen Ashe | 图源：Science


报道一出，舆论一片哗然。很多媒体都以 “重磅” “16年研究被颠覆” 为标题来报道此事件。光看这些标题，很多人可能以为关于阿尔兹海默症多年以来一个重要的致病假说被彻底推翻，但实际并非如此。

“淀粉样蛋白假说” 是阿尔茨海默病几大发病机制假说之一。该假说认为，脑组织中的Aβ斑块是导致这种毁灭性疾病的主要原因，这种疾病折磨着全球数千万人。许多研究热点都是基于这一假说来开发新药。

然而，涉嫌造假的论文只是研究了Aβ*56，而Aβ*56只是Aβ寡聚物的一种，并非是该领域研究最丰富的寡聚形式。作为Aβ寡聚物领域的早期工作和奠基工作，该文引用量虽然较高，但真正重复该实验的研究并未广泛地开枝散叶。同时，国内针对Aβ*56的跟进研究有限，因此这一工作对国内AD研究领域似乎影响不大。

因此，总的来说，这一高被引论文的造假事件远没有颠覆Aβ的毒性假说。


被疑图像造假

Sylvain Lesné 就职于美国明尼苏达大学双城分校，2006年，他在Karen Ashe实验室工作期间，在顶级期刊Nature上以第一作者身份发表了名为“A specific amyloid-β protein assembly in the brain impairs memory” 的工作 [2]。在老年Tg2576（AD模型小鼠）的脑组织中分离纯化出分子量为56kD的Aβ寡聚物形式，并将其注射到年轻Tg2576小鼠中，发现其可发挥神经毒性。该工作是第一次在动物体内纯化出了特定的Aβ寡聚物形式，并证明了Aβ寡聚物的毒性，彼时被称为Aβ领域内的新星，该文发表至今已有2600的引用量，是Aβ寡聚物领域的重要奠基性工作。论文发表后不到2周，Ashe就获得了著名的波大金神经科学奖。Lesné也于2009年入职加入明尼苏达大学，由NIH资助，建立起自己的实验室。

图1 “图像侦探” 的调查步骤（局部）


本次的质疑是从图像角度出发，主要针对的是几张蛋白质免疫印迹的实验结果图片，Schrag认为这些图片存在明显的图片剪接和拼贴（图1）。

分子生物学家和著名的图像顾问 Elisabeth Bik也表示，作者 “似乎通过拼凑来自不同实验的部分照片来组成图片”。“获得的实验结果可能不是预期的结果，并且该数据可能已更改为……更好地拟合假设。”


Lesné的工作

那么，以今天的眼光来看，Lesné的工作是否依然重要，如果该研究存在造假，对AD研究领域会造成怎样的影响呢？我们需要回归到2006年这篇原创性的工作中寻找答案。

Lesné的工作证明了两个问题：

 1  在小鼠脑内存在一个明确的Aβ寡聚物，与认知障碍的发生基本同步，分子量为56Kd，可通过复杂的分离纯化程序获得。

图2 老年Tg2576小鼠脑内Aβ*56鉴定和纯化

 2  体内纯化得到的Aβ*56可产生直接的神经毒性，这为Aβ致病的充分性假设提供了有力支撑。

图3 Aβ*56在年轻Tg2576小鼠中的神经行为学表型鉴定


这些工作在当时具有相当的重要性。自1998年Lambert等发现Aβ可溶性寡聚物的自发形成以来，Aβ寡聚物的分离纯化和毒性研究就成为AD领域的重要方向 [3]。已有越来越多的研究表明 ，Aβ寡聚物在AD患者的脑提取物中有显著升高。但究竟是何种Aβ寡聚形态导致认知能力下降仍不明确。

这首先是由于该工作的难度：Aβ单体虽极易聚集，但形成寡聚物的结构形态与生物活性十分多样。在复杂递增的情况下，Aβ可以作为单体（单个肽单元）、二聚体、三聚体、低聚物、原纤和淀粉样蛋白斑块等多种形式存在 [4]。这些不同的组装体在与复杂的大脑的细胞环境中，可以和各种其他结构相结合。因此，在体内提取特定形式的Aβ寡聚物十分困难。而该研究通过精巧复杂的组织分馏和蛋白质纯化步骤，找出了特定的毒性的Aβ寡聚物（Aβ*56），提升了Aβ研究的精度。

Ashe通过电子邮件拒绝了Science的采访，她写道，“我仍然对Aβ*56有信心”，并提到她正在进行的研究Aβ寡聚体结构的工作。“我们已经取得了初步结果。我仍然对这项工作感到兴奋，并相信它有可能解释为什么Aβ疗法仍然有效，尽管最近针对淀粉样斑块的治疗失败了。”


涟 漪

根据Ashe的发现，后续研究本应逐层深入，关键问题包括：其他AD模型小鼠和AD患者中是否存在Aβ*56？Aβ*56的精细结构如何？Aβ*56通过怎样的细胞机制发挥作用等。

但十几年过去，其他 AD 转基因小鼠模型中也报告了 Aβ*56 的存在，如 J20、Arc6/ 48、3xTgAD等 [5,6,7]。Lesne的后续发现在人类样品中验证了Aβ*56的存在，并做出了关于突触损伤的机制探讨 [8,9]。然而 Aβ寡聚物结构分析受到其自身亚稳态和异质性的阻碍。不同团队之间的数据往往无法直接比较。因此，受限于Aβ*56的稳定性和纯化方法的复杂性，鲜有实验室可以真正重复出Aβ*56的纯化结果和神经毒性。

虽然该工作有着大量的引用，但通过检索发现，在论文标题及摘要中提及Aβ*56的研究只有47篇，包括11篇lesne实验室的后续报道。

该工作也在其后的十数年间饱受争议，学者认为难以确证Aβ*56是否真的参与AD致病，抑或只是在实验条件下诱发的产物。至今，该寡聚物的精细结构尚未解出，这也大大限制了该领域的发展。

除Lesné团队外，2008年，Ganesh M Shankar 等人发现了从AD病人脑提取物中分离出的 Aβ二聚体能够损伤神经细胞的长时程增强效应 [10]。Aβ二聚体随后成为该领域最受关注的聚合形态。此外，Aβ三聚体、环形前原纤维和胞内Aβ寡聚物等也被证明存在神经毒性。针对Aβ寡聚物的研究，我们仍旧可以肯定，不同形态种类的可溶性 Aβ寡聚物似乎具有类似的结构，也被证明与AD的发病高度相关 [11],而这仍旧可能是AD的关键致病机制之一。


 参考文献：
（上下滑动可浏览）

[1]https://www.science.org/content/article/potential-fabrication-research-images-threatens-key-theory-alzheimers-disease

[2]S. Lesné, M.T. Koh, L. Kotilinek, R. Kayed, C.G. Glabe, A. Yang, M. Gallagher, K.H. Ashe, A specific amyloid-beta protein assembly in the brain impairs memory, Nature, 440 (2006) 352-357.

[3]M.P. Lambert, A.K. Barlow, B.A. Chromy, C. Edwards, R. Freed, M. Liosatos, T.E. Morgan, I. Rozovsky, B. Trommer, K.L. Viola, P. Wals, C. Zhang, C.E. Finch, G.A. Krafft, W.L. Klein, Diffusible, nonfibrillar ligands derived from Abeta1-42 are potent central nervous system neurotoxins, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 95 (1998) 6448-6453.

[4]R. Morris, L. Mucke, Alzheimer's disease: A needle from the haystack, Nature, 440 (2006) 284-285.

[5]I.H. Cheng, K. Scearce-Levie, J. Legleiter, J.J. Palop, H. Gerstein, N. Bien-Ly, J. Puoliväli, S. Lesné, K.H. Ashe, P.J. Muchowski, L. Mucke, Accelerating amyloid-beta fibrillization reduces oligomer levels and functional deficits in Alzheimer disease mouse models, The Journal of biological chemistry, 282 (2007) 23818-23828.

[6]S. Oddo, A. Caccamo, L. Tran, M.P. Lambert, C.G. Glabe, W.L. Klein, F.M. LaFerla, Temporal profile of amyloid-beta (Abeta) oligomerization in an in vivo model of Alzheimer disease. A link between Abeta and tau pathology, The Journal of biological chemistry, 281 (2006) 1599-1604.

[7]W.J. Meilandt, M. Cisse, K. Ho, T. Wu, L.A. Esposito, K. Scearce-Levie, I.H. Cheng, G.Q. Yu, L. Mucke, Neprilysin overexpression inhibits plaque formation but fails to reduce pathogenic Abeta oligomers and associated cognitive deficits in human amyloid precursor protein transgenic mice, The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience, 29 (2009) 1977-1986.

[8]S.E. Lesne, M.A. Sherman, M. Grant, M. Kuskowski, J.A. Schneider, D.A. Bennett, K.H. Ashe, Brain amyloid-beta oligomers in ageing and Alzheimer's disease, Brain : a journal of neurology, 136 (2013) 1383-1398.

[9]K.R. Zahs, K.H. Ashe, beta-Amyloid oligomers in aging and Alzheimer's disease, Frontiers in aging neuroscience, 5 (2013).

[10]G.M. Shankar, S. Li, T.H. Mehta, A. Garcia-Munoz, N.E. Shepardson, I. Smith, F.M. Brett, M.A. Farrell, M.J. Rowan, C.A. Lemere, C.M. Regan, D.M. Walsh, B.L. Sabatini, D.J. Selkoe, Amyloid-beta protein dimers isolated directly from Alzheimer's brains impair synaptic plasticity and memory, Nature medicine, 14 (2008) 837-842.

[11]韩爱东, 林燕玲, 刘志安, Aβ寡聚体与阿尔茨海默病, 中山大学学报(自然科学版), 61 (2022) 1-10.



制版编辑 | 姜丝鸭



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