科学家提出了阿尔茨海默症与淀粉样蛋白之间联系的新理论
全世界有5000万人患有阿尔茨海默氏症和其他痴呆症。根据阿尔茨海默氏症协会的数据,在美国,每65秒就有一个人患上这种疾病,它会导致记忆、思考和行为方面的问题。
自从德国精神病学家和神经病理学家阿洛伊斯·阿尔茨海默(Alois Alzheimer)医学博士首次报告阿尔茨海默氏症患者存在老年斑以来,已有100多年了疾病病人的大脑。它导致了……的发现淀粉样前体蛋白产生沉积或斑块的淀粉样蛋白大脑中的碎片,被怀疑是阿尔茨海默症的罪魁祸首。从那时起,淀粉样蛋白前体蛋白质已经被广泛研究,因为它与阿尔茨海默病有关。然而,淀粉样前体蛋白在神经元内部和神经元表面的分布及其在这些细胞中的功能尚不清楚。
由佛罗里达大西洋大学大脑研究所领导的一组神经科学家试图在他们对抗阿尔茨海默症的探索中回答一个基本问题——“淀粉样前体蛋白是阿尔茨海默症背后的主谋还是仅仅是帮犯?”
在淀粉样前体蛋白中发现的突变与罕见的家族性阿尔茨海默病有关。尽管科学家们已经对这种蛋白质如何变成淀粉样斑块有了很多了解,但对它在神经元中的原生功能却知之甚少。在更常见的散发性阿尔茨海默病中,最高的遗传风险因素是一种参与胆固醇运输的蛋白质,而不是这种淀粉样前体蛋白。此外,旨在通过减少淀粉样斑块形成来治疗阿尔茨海默病的各种临床试验都失败了,包括上个月百健(Biogen)宣布的一项试验。
在杂志上发表的一项研究中疾病神经生物学张琪博士,资深作者,佛罗里达大学大脑研究所的研究员,佛罗里达大学施密特医学院的助理研究教授,与范德比尔特大学的合作者一起,通过设计一个淀粉样前体蛋白的多功能报告器,并使用定量成像以前所未有的准确性跟踪蛋白质的定位和移动,解决了这个阿尔茨海默症的谜题。
在这项研究中,张和他的合作者从基因上破坏了胆固醇和淀粉样前体蛋白之间的相互作用。令人惊讶的是,通过分离两者,他们发现这种操作不仅扰乱了淀粉样前体蛋白的运输,还扰乱了胆固醇在神经元表面的分布。胆固醇分布改变的神经元表现出突触肿胀、轴突破碎和其他神经退化的早期迹象。
“我们的研究很有趣,因为我们注意到淀粉样前体蛋白和位于突触细胞膜上的胆固醇之间的特殊联系,而突触是神经元之间的接触点,是学习和记忆的生物学基础,”张说。“淀粉样前体蛋白可能只是导致胆固醇缺乏的众多同谋之一。奇怪的是,在对抗有害胆固醇的过程中,心脏和大脑似乎再次相遇了。”
鉴于胆固醇在神经元生活的几乎所有方面都有广泛的参与,张和他的合作者提出了一种关于阿尔茨海默病中淀粉样前体蛋白连接的新理论,特别是在那些触发神经退行性变的微小突触表面。
“虽然仍处于早期阶段,但张博士和他在范德比尔特大学的合作者的这项前沿研究可能会对数百万有患阿尔茨海默氏症风险或遭受其折磨的人产生影响,”佛罗里达大学大脑研究所执行主任、佛罗里达大学施密特医学院生物医学教授兰迪·d·布莱克利博士说。“到2025年,仅佛罗里达州65岁及以上的老年痴呆症患者人数预计将增加41.2%,达到72万人,凸显出寻找医学突破的紧迫性。”
在当地,阿尔茨海默症影响了棕榈滩县11.5%的医疗保险受益人和布劳沃德县12.7%的医疗保险受益人(比全国平均水平增加了近18%)。
根据阿尔茨海默氏症协会的数据,佛罗里达州的人均阿尔茨海默氏症病例在美国排名第一