阿尔茨海默病是痴呆症的主要病因,影响着全球约 3500 万人,该病与淀粉样β蛋白的积累有关,淀粉样β蛋白会在大脑中形成破坏性斑块。马克斯普朗克研究所最近的研究表明,不仅神经元,而且一种称为少突胶质细胞的特殊神经胶质细胞也会产生淀粉样β蛋白,这为治疗干预提供了新的目标。
大脑中的神经胶质细胞也会产生淀粉样蛋白β。不仅神经元会生成淀粉样蛋白β(蓝色),这种蛋白会聚集在一起,在阿尔茨海默病中形成有害斑块:大脑的特殊神经胶质细胞——少突胶质细胞(橙色)也会产生这种沉积物。髓磷脂是神经元的绝缘体,被染成白色。图片来源:MPI f. 多学科科学/Andrew Octavian Sasmita
神经胶质细胞也会产生有害蛋白质。
记忆丧失、思维混乱和言语困难是阿尔茨海默病的典型症状,阿尔茨海默病是导致痴呆症的主要原因,目前全球约有 3500 万人患有该病,且人数还在不断增加。该病的核心是大脑中天然存在的淀粉样蛋白β,它在患者体内积聚成不溶性团块。这些团块在神经元之间形成斑块,导致神经元损伤。
马克斯普朗克多学科科学研究所 (MPI)的研究人员现已证明,除了神经元之外,大脑中的特殊神经胶质细胞也会产生淀粉样蛋白β。这一发现可能为未来的治疗方法开辟新的途径。
阿尔茨海默病无法治愈。不过,有治疗方法可以减少大脑中的淀粉样斑块。这可以减缓疾病的进展,但无法逆转或阻止它。
“到目前为止,人们认为神经元是淀粉样β蛋白的主要产生者,也是新药的主要目标。”MPI 多学科科学主任 Klaus-Armin Nave 解释道,他所在神经遗传学系的研究结果现已表明:除了神经元之外,一种特殊的胶质细胞(称为少突胶质细胞)在斑块形成中也发挥着重要作用。
“少突胶质细胞的任务之一是形成髓鞘(一种绝缘层),并将其包裹在神经纤维周围,以加速信号传输。”安德鲁·奥克塔维安·萨斯米塔 (Andrew Octavian Sasmita) 解释说,他是现已发表在《自然神经科学》上这项研究的第一作者之一,也是Nave 团队的前博士生。在之前的一项研究中,哥廷根的研究人员已经发现少突胶质细胞的髓鞘缺陷会加剧阿尔茨海默病。神经胶质细胞在这种疾病中的作用是否比之前认为的还要大?
Sasmita 表示:“我们现在已经证明,尽管神经元是淀粉样蛋白β的主要产生者,但少突胶质细胞也会产生大量被纳入斑块的蛋白质。”伦敦大学学院(英国)的 Marc Aurel Busche 领导的研究小组最近也得出了类似的结论。
预防牙菌斑形成神经系统细胞在一种名为 BACE1 的酶的帮助下,通过裂解较大的前体分子来产生淀粉样蛋白β。在实验中,研究人员专门敲除了小鼠神经元和少突胶质细胞中的 BACE1。然后,他们使用 3D 光片显微镜研究整个大脑中的斑块形成情况,从而提供了所有大脑区域淀粉样蛋白斑块的完整图像。
“缺乏 BACE1 的少突胶质细胞形成的斑块减少了约 30%。敲除神经元中的 BACE1 基因可使斑块形成减少 95% 以上。”Constanze Depp 说道,她也是这项研究的第一作者,也是 Nave 部门的前博士生。科学家还发现:“只有当存在一定量的神经元淀粉样蛋白 β 时,才会形成斑块沉积物。少突胶质细胞会加剧这些斑块。”
这一阈值可能对阿尔茨海默病治疗有用。“如果我们能在达到这一阈值之前成功抑制 BACE1,斑块可能会在稍后形成。”Nave 强调道,这可能有助于在早期减缓阿尔茨海默病的进展。
来源:马克斯普朗克多学科科学研究所
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