科学家们意识到阿尔茨海默病导致睡眠中断的原因

科学家们意识到阿尔茨海默病导致睡眠中断的原因
苍蝇的大脑只有半毫米宽,包含大约10万个神经细胞(绿色)。a - β肽形成斑块(红色),与果蝇的神经细胞死亡和行为异常有关。资料来源:剑桥大学遗传学系Stanislav Ott博士

晚上醒着,白天打盹可能是阿尔茨海默病令人痛苦的早期症状,但这种疾病是如何扰乱我们的生物钟导致这些症状的,目前仍不清楚。

现在,剑桥大学的科学家们发现,患有阿尔茨海默氏症的果蝇仍在滴答作响,但已经脱离了它通常调节的睡眠-觉醒周期。研究结果发表在疾病模型与机制-可以帮助开发更有效的方法来改善患有这种疾病的人的睡眠模式。

阿尔茨海默氏症患者的生物节律通常很差,这对患者和他们的护理人员来说都是一种负担。睡眠时间变得更短、更分散,导致夜间清醒,白天打盹。他们也会在下午晚些时候和傍晚早些时候变得焦躁不安,这被称为“日落综合症”。

生物钟与生命密切相关,从单细胞生物到果蝇和人类,都有生物钟存在。它们是至关重要的,因为它们使生物体的生物学与环境的昼夜变化同步。

然而,直到现在,人们还不清楚阿尔茨海默氏症是如何扰乱生物钟的。该研究的作者之一、剑桥大学遗传学系的达米安·克劳瑟博士说:“我们想知道,阿尔茨海默氏症患者的行为节奏不佳,是因为他们的生物钟停止了运转,还是他们对生物钟停止了反应。”

研究小组研究了研究阿尔茨海默病的关键物种——果蝇。有证据表明,a - β肽(一种蛋白质)至少在人类疾病的初始阶段起作用。这已经被复制了通过引入产生这种肽的人类基因。

研究人员选取了一组健康的苍蝇和一组具有这种特征的阿尔茨海默氏症的苍蝇,研究了它们的睡眠-觉醒模式,以及它们的生物钟是如何工作的。

他们在果蝇的玻璃管上安装了一个小的红外光束,类似于防盗报警器中的运动传感器,以此来测量睡眠-觉醒模式。当苍蝇醒来并移动时,它们就会折断光束,这些折断的光束被计数并记录下来。

为了研究果蝇的生物钟,研究人员将荧光素酶(一种发光的酶)连接到构成生物钟一部分的一种蛋白质上。这种蛋白质的水平在白天和夜晚上下波动,这种发光的蛋白质提供了一种追踪果蝇内部时钟的方法。

“这让我们看到大脑在晚上发光更亮,而在白天发光更少,这就是生物钟显示的发光大脑。”能够在同一种生物中直接研究生物钟的分子工作原理和相应的行为,这真是太棒了,”克劳瑟博士说。

他们发现,健康的果蝇白天活跃,晚上睡觉,而患有阿尔茨海默氏症的果蝇睡眠和醒来是随机的。然而,至关重要的是,荧光素酶标记的蛋白质在健康和患病果蝇中的昼夜模式是相同的,这表明患有阿尔茨海默病的果蝇的生物钟仍然滴答作响。

“到目前为止,普遍的观点是阿尔茨海默氏症破坏了生物钟,”克劳瑟说。

“我们在患有阿尔茨海默氏症的苍蝇身上发现,生物钟仍在滴答作响,但却被大脑和身体中控制行为的其他部分忽略了。如果我们能够理解这一点,就可以帮助我们开发新的疗法来解决阿尔茨海默氏症患者的睡眠障碍。”

英国阿尔茨海默氏症研究中心的研究负责人西蒙·雷德利博士帮助资助了这项研究,他说:“了解睡眠问题等令人痛苦的症状背后的生物学原理,对于指导管理或治疗这些症状的新方法的开发非常重要。”这项研究进一步揭示了阿尔茨海默氏症的特征如何影响控制果蝇睡眠-觉醒周期的分子机制。

“我们希望这些结果可以指导进一步的人类研究,以确保英国50万患有这种疾病的人取得进展。”


进一步探索

科学家们发现了睡觉时间的开关

期刊信息: 疾病模型与机制

所提供的剑桥大学
引用:科学家发现阿尔茨海默病睡眠中断的原因(2014,2月26日)检索到2022年7月29日从//www.pyrotek-europe.com/news/2014-02-scientists-disruption-alzheimer-disease.html
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