阿茲海默病進展盤點:一些另類的研究視角
阿茲海默病(AD)是最常見的一種神經退行性疾病,也是痴呆的最常見類型,主要損傷患者的記憶力、判斷力,並造成情緒波動、空間定向障礙,最後出可能出現譫妄。《實習醫生格蕾》劇中,功成名就的外科醫生Ellis Grey,晚年就在AD中度過,令人唏噓,其間有過一小段清醒時光,成為劇中奇蹟。
然而AD目前仍是個棘手的疾病,尚無有效的治療方法。不過近期一些基礎和臨床研究卻小有進展,或對病理機制的認識有所補充,或給臨床新療法的開發帶來希望。
小膠質細胞是守護者?
免疫細胞是否能延緩神經性退行性疾病的進展?這一直是個謎。在這份研究中,Keren-Shaul等人在小鼠AD模型中,用單細胞RNA測序方法檢測了免疫細胞的作用,發現有這麼一群特殊的小膠質細胞,活化後能影響AD病理進程。
這種叫DAM (Diseas-associated microglia) 的細胞可依次通過Trem2獨立型和Trem2依賴型兩條通路活化,其中Trem2獨立型通路中有小膠質細胞檢查點下調。
進一步研究它在疾病進程中表達的基因,發現它們與提高脂代謝通路活性、吞噬功能相關,這些功能都是澱粉樣蛋白的清除所需。而且,它在人腦以及其他神經退行性疾病中也保守。所以如果將來能找到早期激活DAM的辦法,也許就能成為治療或預防的新靶點。
原文標題:A Unique Microglia Type Associated with Restricting Development of Alzheimer』s Disease
補體並不是神經退行性病變的旁觀者
補體級聯反應並不僅僅是固有的清除病原體的免疫應答,在大腦發育和衰老過程中清除病原體和突觸,它在疾病進程中的作用比我們想的還要多。在AD患者腦中,補體活性增強。研究者選擇了的關鍵因子,補體C3,觀察其在年齡相關性神經退行性病變中的作用。
研究者建立了APP/PS1雙轉基因AD小鼠模型,與APP/PS1; C3 KO小鼠、野生型(WT)小鼠、C3 KO組小鼠對照。發現C3缺乏即使在已經出現Aβ斑塊沉澱的情況下,對認知損傷、海馬CA3區突觸及神經元丟失、膠質細胞形態學改變等過程仍有保護作用。提示C3缺乏改變了膠質細胞對斑塊的應答,從而對突觸損失和認知減退起到保護作用。
C3缺乏對海馬CA3區的神經元丟失有部分保護作用
所以也許抑制C3信號,會成為治療AD的新靶點。
原文標題:Complement C3 deficiency protects against neurodegeneration in aged plaque-rich APP/PS1 mice
發現一種致病性更強的Aβ寡聚體
在AD的病理過程中,不同亞型的Aβ會出現在疾病的不同階段。在多種神經退行性疾病中,它們都促進微管相關蛋白tau蛋白的修飾和富集,引起認知損傷。如果要研究有效的靶向治療策略,對其認識當然是越精確越好。
本研究中,Amar等人從Tg2576小鼠模型中分離了多種Aβ,發現是56-kDa的寡聚體Aβ56,而不是此前認為的Aβ單體、二聚體或三聚體,誘發了特定的神經信號改變。
在神經元中,Aβ56與N-甲基-D-天冬氨酸受體(NMDAR)相互作用,造成NMDAR依賴性鈣離子大量內流,細胞內鈣濃度增高,鈣調素激酶IIα(CaMKllα)活性增強。
在小鼠和培養的神經元中都觀察到,活化的CaMKllα誘發區域特異性的tau蛋白磷酸化,促進其聚集。所以並不是所有的Aβ寡聚體都有一樣的毒性。
Aβ56增強神經元中NMDAR依賴性鈣離子轉移
明確Aβ亞型的特定作用,對靶向治療的效率應該是有幫助的。而且鑒別特定的Aβ寡聚體的功能和機制,不僅是AD的研究所需,對其他神經退行性疾病也很有啟示意義。
原文標題:The amyloid-β oligomer Aβ*56 induces specific alterations in neuronal signaling that lead to tau phosphorylation and aggregation
外周途徑清除Aβ有望成為治療AD新策略
β澱粉樣蛋白(Aβ)在腦中沉澱形成斑塊,是AD的重要病理特徵,故而治療方法自然也就往清除Aβ的路子上想。但目前以抗Aβ抗體免疫治療為代表的中樞清除都未有成效,還在臨床試驗中出現腦炎、血管損害副作用。於是腦洞這麼一開,研究的力量就轉到了外周清除上。
第三軍醫大學的王延江團隊在前期研究中發現,腹膜透析可清除血中Aβ,而其他組的研究也發現接受透析的患者腦中Aβ也下降。於是在本研究中,他們檢測了APP/PS1小鼠模型和慢性腎病患者透析前和透析後的血漿Aβ水平,發現透析後Aβ40和Aβ42都明顯下降。接著在小鼠模型中證實腦組織液Aβ,以及過度磷酸化的tau蛋白水平也都有下降,提示神經退行性病變得到延緩。
對照組(左)和透析組(右)小鼠腦切片
如果臨床上從外周途徑能降低腦內Aβ水平,並改善AD患者認知功能,將是一個很有前景的治療方法。作者接下來就計劃展開相關臨床試驗進行驗證。
原文標題:Peritoneal dialysis reduces amyloid-beta plasma levels in humans and attenuates Alzheimer-associated phenotypes in an APP/PS1 mouse model
AD的臨床診斷可不可以更早些?
目前AD的臨床確診大多都要求出現多腦區的認知損傷,足以影響日常生活。目前已有少量證據提示,在AD臨床癥狀出現之前好幾年,神經生物學改就已悄然發生,腦中澱粉樣蛋白開始增多,稱為AD臨床前期。人們當然希望AD能儘早診斷,但這證據鏈上還有一個環節是缺失的,即有了臨床前表現,就一定會進展為AD嗎?為此,Michael C. Donohue等展開了前瞻性隊列研究。
他們共納入445例臨床認知正常的受試者,評價基線腦內Aβ水平,中位隨訪時間3.1年,發現基線Aβ水平高者,隨後認知功能損傷也更糟糕。
兩組受試者認知功能隨時間變化
所以在認知尚正常時進行Aβ檢測,有可能成為AD的早期篩查手段,對AD的預防、早期干預都有很大幫助。不過仍需要更大型、長期的觀察來確認其相關性。
原文標題:Association Between Elevated Brain Amyloid and Subsequent Cognitive Decline Among Cognitively Normal Persons
AD診斷的生物標誌物還要補充
2011年美國國家老年病研究所和阿茲海默病協會(NIA-AA)共同發表了一份指南,推薦將生物標誌物納入AD的診斷標準中,包括Aβ(A)和tau蛋白相關的神經退行性改變或神經損傷(N)。然而梅奧診所表示不服,tau蛋白磷酸化怎麼能跟MRI和18F-FDG-PET看到的神經退行性變和神經損傷攪到一個分組裡呢?因為後者沒有特異性。
於是他們把T獨立出來,構建新的生物標誌物模型,具有A、T、N三個維度,每個維度都有正常(+)和異常(-)兩種情況,於是把人群分為8類。他們做了個橫斷面研究,觀察在50以上認知功能未受損的人群中,這8類人的分布狀況。果然,A、T和N在不同性別和各年齡層上的分布都是不一致的。
所以Tau蛋白還是可以獨立出來的。這個改良模型對人群的病理特徵異質性的理解更為深刻。放遠了看,這可能為將來的精確診斷和潛在的靶向治療做好鋪墊,不過路還很長,首先還需要更多數據,包括有認知損傷的人群分布,以及縱向研究進一步觀察。
原文標題:Age-specific and sex-specific prevalence of cerebral β-amyloidosis, tauopathy, and neurodegeneration in cognitively unimpaired individuals aged 50–95 years: a cross-sectional study
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