在阿尔茨海默病中,糖尿病会增加淀粉样斑块周围的神经损伤
东芬兰大学的一项新研究探索了糖尿病在阿尔茨海默病(AD)背后的细胞和分子变化中的作用。在AD小鼠模型中,通过富含脂肪和糖的饮食诱导的糖尿病削弱了淀粉样斑块周围的微胶质细胞的积累,并增加了具有突出tau病理的神经斑块的形成。除了小鼠模型外,在患有2型糖尿病的脑积水患者中也进行了类似的观察,他们的淀粉样斑块周围的小胶质细胞比没有糖尿病的患者少。这些发现为2型糖尿病导致AD风险和发展的细胞机制提供了有价值的新见解。
阿尔茨海默病是最常见的一种痴呆症,目前尚无治愈方法。AD的特征是大脑中β -淀粉样肽和磷酸化tau蛋白的积累,导致大脑中的免疫细胞:小胶质细胞和星形胶质细胞的激活。AD还会对轴突和树突造成损伤,最终导致神经元细胞死亡。最近的遗传学研究表明,小胶质细胞在AD的发展中起着关键作用。除了遗传因素,环境和生活方式因素,以及与之相关的疾病,如2型糖尿病,也会影响患AD的风险。2型糖尿病长期以来一直被认为会增加AD的风险并影响疾病的进程,但潜在的细胞和分子事件仍然难以捉摸。
在这项新研究中,转基因AD模型小鼠接受了类似于典型西方饮食(即富含脂肪和糖的饮食)的六个月的饮食方案,这导致小鼠患上糖尿病。在行为分析中,与正常饮食的小鼠相比,糖尿病小鼠表现出学习和记忆受损。对小鼠大脑样本的体RNA表达分析表明,小胶质细胞对淀粉样蛋白β的反应减弱,Trem2和PI3K-Akt信号通路减弱。免疫组化分析的内嗅和海马脑切片支持这些发现,因为糖尿病小鼠周围有更少的小胶质细胞和更多的营养不良神经突淀粉样斑块比正常饮食的老鼠多。
“这项研究揭示了细胞水平上糖尿病如何促进AD的发展,并特别强调了大脑免疫细胞在疾病过程中的重要性。我们的研究结果表明,糖尿病会削弱小胶质细胞对有害淀粉样蛋白β的反应能力。似乎糖尿病会导致神经斑块的形成,这是AD大脑的特征性病理变化,”东芬兰大学生物医学研究所的高级研究员Teemu Natunen说。
西方饮食与AD小鼠大脑中淀粉样蛋白β的整体积累无关。
东芬兰大学A. I. Virtanen分子科学研究所的Heikki Tanila教授说:“富含脂肪和糖的饮食,即典型的西方饮食,已知会增加患2型糖尿病的风险,这样,它也可能有助于AD的发展。”
研究人员进一步分析了特发性常压脑积水患者的皮质活检,这些活检由Kuopio大学医院的Ville Leinonen教授的研究小组收集和研究。人类皮层样本显示的变化类似于在老鼠:常压脑积水伴2型糖尿病患者淀粉样斑块周围小胶质细胞数量低于非糖尿病患者。
“来自正常压力脑积水患者的数据是我们研究的重要组成部分,因为它使我们能够证明2型脑积水患者也是如此糖尿病小胶质细胞反应受损。东芬兰大学生物医学研究所的Mikko Hiltunen教授说:“东芬兰大学和库奥皮奥大学医院的研究小组之间的这种合作,使我们能够验证来自患者样本的基础研究结果,对于在UEF神经科学研究界进行的高水平研究至关重要。”
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