涉及去除阿尔茨海默氏症的积聚的蛋白质与昼夜节律有关

免疫细胞称为小胶质细胞(带有红色点的绿松石)围绕着阿尔茨海默氏症蛋白淀粉样蛋白(蓝色)的斑块。红点表明小胶质细胞准备去除潜在的破坏性斑块。圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现了一种将淀粉样蛋白解脱过程与昼夜节律钟联系起来的蛋白质。蛋白质YKL-40可以帮助解释为什么患有阿尔茨海默氏症的人经常患有睡眠障碍,并为阿尔茨海默氏症的疗法提供新的目标。信用:布莱恩·拉纳娜(Brian Lananna)

昼夜节律中的睡眠,白天的嗜睡和其他障碍迹象是对阿尔茨海默氏病患者的普遍抱怨,而随着疾病的发展,问题只会变得更糟。但是,阿尔茨海默氏症与昼夜节律功能障碍之间联系的原因尚不清楚。

圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员说,脑蛋白YKL-40可能位于脑蛋白。在12月16日发表的一项研究中科学翻译医学,研究人员报告说,YKL-40均受并参与清除大脑中阿尔茨海默氏症蛋白的潜在毒性积聚。此外,科学家发现,携带遗传变异的阿尔茨海默氏症患者的YKL-40水平的遗传变异比没有变体的人的认知能力更长。

研究结果表明,YKL-40是昼夜节律功能障碍与阿尔茨海默氏症之间的可能联系,而针对蛋白质的疗法可能会减慢疾病的病程。

“如果您的昼夜节律在多年内不太合适 - 您通常会在晚上睡眠中断和白天午睡 - 慢性失调的累积效应可能会影响炎症途径,从而使您积累更多“神经病学副教授。-40可能导致一种新的策略减少在大脑中。”

我们的每日节奏是由大脑中的主时钟设定的,该时钟是由白天和夜间周期驱动的。每个单元格还保持自己的内部时钟,并固定在主时钟上。从一天中的时间中,各种各样的生物学过程(从糖的吸收到免疫和炎症反应)令人惊讶地广泛。

尽管昼夜节律功能障碍会影响健康和疾病的许多方面,但最容易被发现为睡眠障碍,例如难以入睡或在夜间入睡,白天增加嗜睡。这种问题在阿尔茨海默氏症患者中,即使是最早的疾病阶段的人,当时淀粉样蛋白斑块已经开始形成,但尚未出现认知症状。

穆西克(Musiek)的工作长期以来一直集中在昼夜节律与阿尔茨海默氏症(Alzheimer's)等神经退行性疾病之间的联系,当一个特定的基因引起他的眼睛时,正在对昼夜节律时钟调节的基因进行屏幕。

Musiek说:“ YKL-40的基因受到时钟基因的高度调节。”“这真的很有趣,因为它是阿尔茨海默氏症的众所周知的生物标志物。”

大约十年前,医学博士David Holtzman,Andrew B.和Gretchen P. Jones教授兼神经病学系主任,神经病学教授Anne Fagan博士发现,YKL-40的高水平在脑脊液中,是阿尔茨海默氏症的标志。Fagan和其他人随后的研究表明,随着正常衰老和阿尔茨海默氏症的进展,YKL-40水平上升。

穆西克(Musiek),第一作者布莱恩·兰纳娜(Brian V. Lananna)博士,当时是一名研究生,同事们着手探索,YKL-40和阿尔茨海默氏症。该疾病的特征是,因此研究人员研究了关键昼夜节律基因的存在或不存在如何影响炎症条件下的非神经元细胞。他们发现时钟决定了多少YKL-40。

Musiek说:“如果早上有炎症,您可能会得到很多YKL-40;如果晚上炎症,当时钟处于不同阶段时,您可能会得到YKL-40的较少。” Musiek说。

然后,他们将阿尔茨海默氏症的小鼠模型易于开发淀粉样蛋白斑块,并用缺乏YKL-40基因或未经修饰的小鼠的转基因小鼠跨越了它们。一旦小鼠八个月大 - 按照老鼠的标准,研究人员检查了动物的大脑。没有YKL-40的淀粉样蛋白容易发生的小鼠的淀粉样蛋白的淀粉样蛋白的淀粉样蛋白的淀粉样蛋白的淀粉样蛋白的淀粉蛋白的淀粉质量约为淀粉样蛋白。淀粉样蛋白斑块通常被称为小胶质细胞的免疫细胞包围,可帮助防止斑块扩散。在缺乏YKL-40的小鼠中,小胶质细胞更丰富,更易于食用和去除淀粉样蛋白。

Musiek说:“这种YKL-40蛋白可能是大脑中小胶质激活水平的调节剂。”“当您摆脱蛋白质时,看来小胶质细胞更被激活以食用淀粉样蛋白。这是一件微妙的事情,是系统中的一种调整,但似乎足以实质性地减轻总淀粉样蛋白负担。”

这与来自人的研究的数据相吻合。合着者卡洛斯·克鲁卡加(Carlos Cruchaga)博士,遗传学和神经病学教授,分析了来自大学的查尔斯·F(Charles F.其中约四分之一(26%)携带了降低YKL-40水平的遗传变异。患有这种变体的人的认知能力慢慢下降了16%。

Musiek说:“人们已经测量了脊柱液的YKL-40已有几年了,但是我们永远不确定它的功能,如果是好是坏的,” Musiek说。“我们的数据表明,在阿尔茨海默氏症中,这是不好的。效果较低的人。如果您可以设计一种疗法来降低YKL-40,则可能有助于小胶质细胞去除更多的淀粉样蛋白,甚至会减慢疾病的进展。”

更多信息:“ CHI3L1/YKL-40受星形胶质细胞时钟的控制,调节神经炎症和阿尔茨海默氏病发病机理”科学翻译医学(2020)。stm.sciencemag.org/lookup/doi/…scitranslmed.aax3519

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