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阿爾茨海默病(AD)是一種進行性癡呆,通常從記憶障礙開始,并逐漸進展為嚴重的認知障礙。AD的發病率與年齡相關,罕見病例在50歲之前被診斷出,并且病例數每10年翻一番,到90歲超過一半的人群受此病的影響。
位于柏林的德國神經退行性疾病中心(German Center for Neurodegenerative Diseases ,DZNE)的Susanne Wegmann及其同事發現了阿爾茨海默病隨年齡增加而增加的聯系的可能原因:這種疾病中涉及的tau蛋白,在衰老的大腦中更容易傳播。這已在實驗室實驗中確定。目前的研究是與美國哈佛醫學院(Harvard Medical School)和麻省總醫院(Massachusetts General Hospital)的研究人員密切合作進行的。結果最近發表在《科學進展》(Science Advances)雜志上。
阿爾茨海默病通常始于記憶力下降,后來影響其他認知能力。患者大腦中存在兩種不同類型的蛋白質沉積物:“β-淀粉樣蛋白斑塊”和“tau神經原纖維纏結”。tau神經原纖維纏結的出現反映了疾病的進展:它們首先在大腦的記憶中心出現,然后在疾病過程中出現在其他區域。Tau蛋白或tau聚集體可能沿神經纖維遷移,從而導致疾病在整個大腦中傳播。
Tau在衰老的大腦中傳播得更快
老化在tau傳播中的作用是什么?如果tau在老年大腦中更容易傳播,這可以解釋老年人對阿爾茨海默病的易感性增加,Wegmann和她的同事測試了這個假設。
使用“基因載體”(gene vector) - 一種定制的病毒顆粒 - 科學家將人類tau蛋白的模型引入小鼠的大腦,然后單個細胞開始產生蛋白質。12周后,研究人員檢查了tau蛋白質從產生點移動的距離。“與年輕動物相比,人類tau蛋白在老年小鼠中的傳播速度要快兩倍,”Wegmann對結果進行了總結。
該研究的實驗部分在美國波士頓哈佛醫學院的Bradley Hyman實驗室進行,Susanne Wegmann在那里工作了數年。2018年,她搬到了柏林,她的研究小組在那里解決了與tau相關的疾病機制的各種問題,在這里,主要進行了數據分析和結果總結。
健康的和病理的tau
實驗設置還允許科學家更詳細地分析tau傳播。蛋白質在大腦的每個神經元中以健康的可溶形式存在。然而,在阿爾茨海默病中,它可以改變其形狀并轉變成易于聚集成原纖維的病理形式。“人們一直認為它主要是從一個細胞傳遞到另一個細胞的tau的病理形式。然而,我們的結果表明,該蛋白質的健康形式也在大腦中傳播,并且這個過程在老年時期增加。通過接收和積累大量健康的tau,細胞也會受到損害,“Wegmann說。
這項研究的結果提出了一系列問題,Wegmann現在將與她在DZNE的研究小組討論這些問題:tau在衰老大腦中傳播增加的原因是什么?是否產生了過多的tau蛋白或去除了過少的缺陷蛋白?從長遠來看,回答這些問題可能會帶來新的治療選擇。
參考文獻
Source:DZNE - German Center for Neurodegenerative Diseases
Indications why older people are more susceptible to Alzheimer's disease
Reference:
Susanne Wegmann, Rachel E. Bennett, Louis Delorme, Ashley B. Robbins, Miwei Hu, Danny McKenzie, Molly J. Kirk, Julia Schiantarelli, Nahel Tunio, Ana C. Amaral, Zhanyun Fan, Samantha Nicholls, Eloise Hudry, Bradley T. Hyman. Experimental evidence for the age dependence of tau protein spread in the brain. Science Advances, 2019; 5 (6): eaaw6404 DOI: 10.1126/sciadv.aaw6404
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