這一突破成果得益于腦成像技術(shù)的發(fā)展——正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描(PET)技術(shù)的發(fā)展讓科學(xué)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(xué)的科學(xué)家們借助于PET技術(shù)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(qū)域內(nèi)傳染的證據(jù)。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期的《Brain》雜志。
關(guān)于Tau蛋白的假設(shè)
已有研究表明,這一神經(jīng)退行性疾病與兩種在大腦中異常累積的蛋白有關(guān):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(fā)神經(jīng)元突觸功能障礙、Tau蛋白過(guò)度磷酸化和繼發(fā)炎性反應(yīng),導(dǎo)致神經(jīng)元變性死亡,從而吞噬記憶、認(rèn)知等功能。
科學(xué)家們一直在猜測(cè)Tau蛋白在大腦中出現(xiàn)的細(xì)節(jié),有3個(gè)假設(shè):
1)“跨神經(jīng)元傳播”(transneuronal spread)假說(shuō):Tau蛋白在一個(gè)位置累積,隨后擴(kuò)散到其他腦區(qū)域,引發(fā)連鎖反應(yīng)。這一推測(cè)最有利的說(shuō)明是一項(xiàng)以小鼠為模型的研究——當(dāng)小鼠被注入異常的人Tau蛋白,該蛋白會(huì)在其大腦內(nèi)迅速傳播。
2)“代謝脆弱”(metabolic vulnerability)假說(shuō):Tau蛋白在神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生(并不傳播),但是不同細(xì)胞對(duì)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(yíng)養(yǎng)支持”(trophic support)假說(shuō):Tau蛋白不傳播,但是一些大腦區(qū)域比其他區(qū)域更容易受其傷害,這主要與營(yíng)養(yǎng)缺乏或者基因表達(dá)模式有關(guān)。
有科學(xué)家對(duì)第一個(gè)推測(cè)提出質(zhì)疑,因?yàn)樾∈笱芯恐凶⑸涞腡au蛋白量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出正常癡呆患者大腦內(nèi)的致病蛋白量。而且,科學(xué)家們認(rèn)為,蛋白質(zhì)在小鼠大腦中會(huì)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(fā)現(xiàn)作證假設(shè)
來(lái)自劍橋大學(xué)臨床神經(jīng)科學(xué)專家James Rowe教授和團(tuán)隊(duì)找到了答案——在研究了阿爾茲海默癥患者大腦內(nèi)部的功能聯(lián)系,并將其與Tau蛋白水平相比較后,佐證了“跨神經(jīng)元傳播”假設(shè),即Tau蛋白會(huì)在神經(jīng)元之間傳播。
文章第一作者Thomas Cope認(rèn)為,這一發(fā)現(xiàn)意味著,Tau蛋白會(huì)伴隨著功能相連的神經(jīng)元而擴(kuò)散開(kāi),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(guò)接觸的人。
Tau蛋白最初出現(xiàn)于AD患者大腦的內(nèi)嗅皮質(zhì)區(qū),位于海馬區(qū)(主管記憶功能)旁邊。這或許是癡呆患者最先出現(xiàn)記憶衰退的原因。而且,Tau蛋白會(huì)在大腦中傳播,感染和破壞神經(jīng)細(xì)胞,導(dǎo)致患者的癥狀越來(lái)越嚴(yán)重。
在阿爾茲海默癥患者大腦中, Tau蛋白的傳播比較隨機(jī),這或許可以解釋患者為什么會(huì)出現(xiàn)記憶、認(rèn)知混亂的癥狀。這一研究提醒大家,或可通過(guò)阻斷Tau蛋白的傳播而減緩癡呆癥的惡化。
參考資料:
Advances in brain imaging settle debate over spread of key protein in Alzheimer's
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