引起认知能力下降的生物学机制阿尔茨海默氏病根据新的研究,可能需要进行重大重新思考。
长期以来,人们一直认为神经退行性疾病是由β-淀粉样斑块– 一种称为粘性蛋白质的聚集体淀粉样前体蛋白(APP),它分解成碎片,并在大脑中聚集成错误折叠的有毒聚集物,阻碍神经通讯。
这个想法是,这些 β-淀粉样蛋白斑块是阿尔茨海默病病例中神经元死亡的原因——无论是直接死亡,还是通过引起 tau 磷酸化,其中tau蛋白弯曲成神经原纤维缠结,破坏脑细胞的营养供应,最终杀死它们。
但澳大利亚昆士兰大学研究人员的新发现表明,其中一些假设可能存在缺陷。
“我们的数据挑战了该领域当前的教条,即淀粉样斑块足以引起与阿尔茨海默病相关的神经退行性变化,”解释团队中的一员,澳大利亚生物工程和纳米技术研究所的生物学家恩斯特·沃尔维唐 (Ernst Wolvetang)。
受影响神经元(红色)中的神经原纤维缠结状结构(绿色)(D Ovchinnikov)
为了研究这些机制,Wolvetang 和其他研究人员使用来自患有唐氏综合症的人,由于具有淀粉样前体蛋白(APP)基因,他们最终获得了额外的副本21号染色体的额外拷贝。
APP 剂量的增加被认为是导致唐氏综合症患者普遍患上阿尔茨海默病的原因。
但当研究小组将干细胞培养成神经元时体外并使用CRISPR基因编辑为了将 APP 控制到正常水平,他们观察到 tau 磷酸化没有发生变化。
虽然实验证实 APP 水平的增加确实会导致 β-淀粉样斑块增加,但奇怪的是,这本身似乎并没有导致神经元细胞死亡或 tau 有毒神经原纤维缠结的增加。
Wolvetang 向 ScienceAlert 解释道:“这表明 β-淀粉样蛋白可能不是 AD 相关神经细胞死亡的主要驱动因素,并且不直接导致 tau 病理学(至少在我们的模型中)。”
“我想强调的是,我们要小心,不要过度解释我们的数据。尽管如此,数十年的研究和数十亿美元已经花费在基于淀粉样蛋白的疗法上,但迄今为止这些疗法基本上都失败了。
“我们的数据增加了越来越多的研究,表明这一假设可能需要重新评估。”
但是,如果 β-淀粉样蛋白和 APP 的水平与 tau 蛋白缠结以及由此导致的认知能力下降没有直接关系,那么是什么导致了阿尔茨海默病中的神经死亡呢?
研究人员并不确定,但他们建议我们需要更具体地关注 tau 蛋白过程和病理学,因为淀粉样蛋白可能不像我们曾经想象的那么重要。
“在唐氏综合症的背景下,我们正在研究其他 21 号染色体编码的基因,例如 DYRK1A,它们直接或间接导致 tau 磷酸化增加,”Wolvetang 解释道。
“DYRK1A 也与 AD 有关。”
尽管研究人员小心翼翼地强调他们的研究的局限性——该研究基于孤立的人类细胞培养物,不能作为人类患者中实际阿尔茨海默氏症的全面复制——但他们仍然希望他们的方法有一天能够成为现实。为以后的治疗铺平道路。
“这项研究强调,在培养皿中建立基于人类干细胞的疾病模型可以为导致阿尔茨海默病的分子机制提供新的见解”,Wolvetang 在一份报告中说道。陈述”,“令人兴奋的是,这为药物筛选开辟了道路。”
研究结果报告于干细胞报告。