阿爾茲海默癥的致病蛋白——Tau蛋白會在患者大腦中擴散,從一個神經元傳播到另一個神經元,從而引發癡呆癥狀的加重。
科學家們希望,這一最新研究找到的“新證據”有望為通過阻斷蛋白傳染而減緩疾病發展提供支撐。
這一突破成果得益于腦成像技術的發展——正電子發射計算機斷層掃描(PET)技術的發展讓科學家們能夠觀察患者的大腦(不再依賴于解剖已去世患者的大腦)。
劍橋大學的科學家們借助于PET技術分析了17名阿爾茲海默癥患者的大腦,找到了Tau蛋白在大腦不同區域內傳染的證據。相關研究成果發表在最新一期的《Brain》雜志。
關于Tau蛋白的假設
已有研究表明,這一神經退行性疾病與兩種在大腦中異常累積的蛋白有關:Tau蛋白和β-淀粉樣蛋白(Aβ)。最主流的推斷是:β-淀粉樣蛋白最先累積,引發神經元突觸功能障礙、Tau蛋白過度磷酸化和繼發炎性反應,導致神經元變性死亡,從而吞噬記憶、認知等功能。
科學家們一直在猜測Tau蛋白在大腦中出現的細節,有3個假設:
1)“跨神經元傳播”(transneuronal spread)假說:Tau蛋白在一個位置累積,隨后擴散到其他腦區域,引發連鎖反應。這一推測最有利的說明是一項以小鼠為模型的研究——當小鼠被注入異常的人Tau蛋白,該蛋白會在其大腦內迅速傳播。
2)“代謝脆弱”(metabolic vulnerability)假說:Tau蛋白在神經細胞內產生(并不傳播),但是不同細胞對該蛋白的敏感度不同(新陳代謝需求不同),從而造成不同的影響。
3)“營養支持”(trophic support)假說:Tau蛋白不傳播,但是一些大腦區域比其他區域更容易受其傷害,這主要與營養缺乏或者基因表達模式有關。
有科學家對第一個推測提出質疑,因為小鼠研究中注射的Tau蛋白量遠遠超出正常癡呆患者大腦內的致病蛋白量。而且,科學家們認為,蛋白質在小鼠大腦中會快速傳播,但是在人類大腦中傳播較慢。但是,一直未有定論。
新發現作證假設
來自劍橋大學臨床神經科學專家James Rowe教授和團隊找到了答案——在研究了阿爾茲海默癥患者大腦內部的功能聯系,并將其與Tau蛋白水平相比較后,佐證了“跨神經元傳播”假設,即Tau蛋白會在神經元之間傳播。
文章第一作者Thomas Cope認為,這一發現意味著,Tau蛋白會伴隨著功能相連的神經元而擴散開,并逐層累積到外圍。這一傳播方式類似于流感病毒,病毒最先傳染的是病人身邊的人,隨后再傳遞給其他有過接觸的人。
Tau蛋白最初出現于AD患者大腦的內嗅皮質區,位于海馬區(主管記憶功能)旁邊。這或許是癡呆患者最先出現記憶衰退的原因。而且,Tau蛋白會在大腦中傳播,感染和破壞神經細胞,導致患者的癥狀越來越嚴重。
在阿爾茲海默癥患者大腦中, Tau蛋白的傳播比較隨機,這或許可以解釋患者為什么會出現記憶、認知混亂的癥狀。這一研究提醒大家,或可通過阻斷Tau蛋白的傳播而減緩癡呆癥的惡化。
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