很久之前当疾病被诊断出来后,曾经可靠的蛋白质开始在大脑中结合在一起,这一过程可能会因睡眠不足而加速。
现在,通过研究免疫细胞的节律性运作并找到控制它们的分子“计时器”,科学家们发现了一种可能的机制,该机制将昼夜节律的破坏与阿尔茨海默病相关的蛋白质的积累联系起来。
昼夜节律是身体机能的日常节律,与我们的自然生物钟相关,对光照做出反应,并控制我们的睡眠-觉醒周期。
不良的睡眠习惯会扰乱昼夜节律(衰老和压力也无济于事)睡眠不规律这意味着免疫细胞清理大脑中一天中积累的废物的时间会减少。
在任何症状出现前几年就开始出现睡眠障碍,这与以下因素有关:更大的风险患阿尔茨海默氏病(最常见的痴呆症),以及更严重的症状。
人们长期以来一直认为,随着时间的推移,错误折叠的蛋白质团块会出现? 包括一种称为β-淀粉样蛋白的物质?积聚在脑中导致阿尔茨海默病,这是一种以记忆丧失和认知能力缓慢下降为特征的神经系统疾病。
每日波动人们在健康成年人的脑脊液中发现了β-淀粉样蛋白水平的变化,但这些波动似乎随着年龄的增长而受到干扰,而年龄是阿尔茨海默病的最大危险因素。
然而,迄今为止,科学家们一直未能将昼夜节律与负责清理淀粉样蛋白的免疫细胞的活动直接联系起来。
在这项新研究中,由伦斯勒理工学院的生物科学家 Jennifer Hurley 领导的研究人员研究了称为巨噬细胞的免疫细胞,已知巨噬细胞会在晚期阿尔茨海默病中迁移到大脑中。 巨噬细胞是清道夫,吞噬废物、有缺陷的蛋白质和失效的细胞,以防止毒性损伤。
在显微镜下观察的实验室培养的细胞培养物中,这些免疫细胞? 来自生物钟改变的转基因小鼠? 每天都会清理荧光标记的β-淀粉样蛋白。 随着称为类肝素的细胞表面蛋白水平上升,β-淀粉样蛋白的清除速度减慢。
但当免疫细胞的生物钟受到干扰时,它们会迅速失去节律,这表明细胞表面类肝素以及它们所调节的吃蛋白质的免疫细胞受到昼夜节律的控制。
研究小组表示:“这些数据强调,免疫细胞的昼夜节律调节可能在生物钟与阿尔茨海默病之间的复杂关系中发挥作用。”在他们的论文中写道。
过去的研究发现,仅仅一晚睡眠不好就会导致β-淀粉样蛋白增加,一周的不眠之夜也会导致另一种叫做 tau 的蛋白质的积累。 因此,慢性睡眠问题可能会带来麻烦。
然而,生物钟紊乱是否是阿尔茨海默病的致病因素或生理后果仍不清楚。
请记住,这项研究旨在剖析生物钟破坏和阿尔茨海默氏病蛋白质之间的可能机制,使用从转基因小鼠骨髓中采集的免疫细胞作为人类发生的情况的代表。
爱尔兰大学的行为神经科学家安德鲁·库根(Andrew Coogan)及其同事表示:“关于 AD 中昼夜节律紊乱的本质,还有很多东西有待了解。”写了在 2013 年的一篇评论中,这听起来仍然是正确的。
还值得记住的是,淀粉样蛋白并不是阿尔茨海默病的全部。tau 蛋白缠结在令人失望的事件之后,还有哪些其他主要嫌疑人成为人们关注的焦点?和越来越多的证据β-淀粉样蛋白(A?)是疾病的罪魁祸首。
Hurley 及其同事表示:“虽然以 A? 作为治疗策略取得了有限的成功,但 A? 的积累仍然被认为是 AD 发病机制中的关键一步。”写。
然而,最近的其他研究表明淀粉样蛋白实际上是疾病晚期者而不是早期触发因素,睡眠不佳并不是阿尔茨海默病的唯一危险因素。
也就是说,查明一种可能的机制可以在某种程度上解释昼夜节律的破坏如何扰乱大脑中淀粉样蛋白的清除,这是一个很好的一步。
这项工作以一种迂回的方式支持了所谓的时间疗法的其他研究方向,这些疗法旨在改善人们的睡眠周期。
了解免疫细胞的昼夜节律也可能对其他与炎症有关的疾病(如阿尔茨海默病)产生影响,包括沮丧。
“了解我们的昼夜节律如何调节细胞表面乙酰肝素水平以控制淀粉样蛋白 - β 的积聚可能会导致开发缓解阿尔茨海默病以及其他炎症性疾病症状的时间疗法,”赫尔利说。
该研究发表于公共科学图书馆遗传学。