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阿兹海默病进展盘点:一些另类的研究视角

解螺旋  · 公众号  · 医学  · 2017-07-11 18:00

正文

科研经验 | 文献 | 实验 |  | SCI写作 | 国自然

作者:麦子

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阿兹海默病(AD)是最常见的一种神经退行性疾病,也是痴呆的最常见类型,主要损伤患者的记忆力、判断力,并造成情绪波动、空间定向障碍,最后出可能出现谵妄。《实习医生格蕾》剧中,功成名就的外科医生Ellis Grey,晚年就在AD中度过,令人唏嘘,其间有过一小段清醒时光,成为剧中奇迹。

 

然而AD目前仍是个棘手的疾病,尚无有效的治疗方法。不过近期一些基础和临床研究却小有进展,或对病理机制的认识有所补充,或给临床新疗法的开发带来希望。


 

小胶质细胞是守护者?

 

免疫细胞是否能延缓神经性退行性疾病的进展?这一直是个谜。在这份研究中,Keren-Shaul等人在小鼠AD模型中,用单细胞RNA测序方法检测了免疫细胞的作用,发现有这么一群特殊的小胶质细胞,活化后能影响AD病理进程。



这种叫DAM (Diseas-associated microglia) 的细胞可依次通过Trem2独立型和Trem2依赖型两条通路活化,其中Trem2独立型通路中有小胶质细胞检查点下调。


进一步研究它在疾病进程中表达的基因,发现它们与提高脂代谢通路活性、吞噬功能相关,这些功能都是淀粉样蛋白的清除所需。而且,它在人脑以及其他神经退行性疾病中也保守。所以如果将来能找到早期激活DAM的办法,也许就能成为治疗或预防的新靶点。

 

原文标题:A Unique Microglia Type Associated with Restricting Development of Alzheimer’s Disease



 

补体并不是神经退行性病变的旁观者

 

补体级联反应并不仅仅是固有的清除病原体的免疫应答,在大脑发育和衰老过程中清除病原体和突触,它在疾病进程中的作用比我们想的还要多。在AD患者脑中,补体活性增强。研究者选择了的关键因子,补体C3,观察其在年龄相关性神经退行性病变中的作用。

 

研究者建立了APP/PS1双转基因AD小鼠模型,与APP/PS1; C3 KO小鼠、野生型(WT)小鼠、C3 KO组小鼠对照。发现C3缺乏即使在已经出现Aβ斑块沉淀的情况下,对认知损伤、海马CA3区突触及神经元丢失、胶质细胞形态学改变等过程仍有保护作用。提示C3缺乏改变了胶质细胞对斑块的应答,从而对突触损失和认知减退起到保护作用。

 

C3缺乏对海马CA3区的神经元丢失有部分保护作用

 

所以也许抑制C3信号,会成为治疗AD的新靶点。

 

原文标题:Complement C3 deficiency protects against neurodegeneration in aged plaque-rich APP/PS1 mice

 

 

发现一种致病性更强的Aβ寡聚体

 

在AD的病理过程中,不同亚型的Aβ会出现在疾病的不同阶段。在多种神经退行性疾病中,它们都促进微管相关蛋白tau蛋白的修饰和富集,引起认知损伤。如果要研究有效的靶向治疗策略,对其认识当然是越精确越好。

 

本研究中,Amar等人从Tg2576小鼠模型中分离了多种Aβ,发现是56-kDa的寡聚体Aβ56,而不是此前认为的Aβ单体、二聚体或三聚体,诱发了特定的神经信号改变。


在神经元中,Aβ56与N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)相互作用,造成NMDAR依赖性钙离子大量内流,细胞内钙浓度增高,钙调素激酶IIα(CaMKllα)活性增强。


在小鼠和培养的神经元中都观察到,活化的CaMKllα诱发区域特异性的tau蛋白磷酸化,促进其聚集。所以并不是所有的Aβ寡聚体都有一样的毒性。

 

Aβ56增强神经元中NMDAR依赖性钙离子转移

 

明确Aβ亚型的特定作用,对靶向治疗的效率应该是有帮助的。而且鉴别特定的Aβ寡聚体的功能和机制,不仅是AD的研究所需,对其他神经退行性疾病也很有启示意义。

 

原文标题:The amyloid-β oligomer Aβ*56 induces specific alterations in neuronal signaling that lead to tau phosphorylation and aggregation

 

 

外周途径清除Aβ有望成为治疗AD新策略

 

β淀粉样蛋白(Aβ)在脑中沉淀形成斑块,是AD的重要病理特征,故而治疗方法自然也就往清除Aβ的路子上想。但目前以抗Aβ抗体免疫治疗为代表的中枢清除都未有成效,还在临床试验中出现脑炎、血管损害副作用。于是脑洞这么一开,研究的力量就转到了外周清除上。

 

第三军医大学的王延江团队在前期研究中发现,腹膜透析可清除血中Aβ,而其他组的研究也发现接受透析的患者脑中Aβ也下降。于是在本研究中,他们检测了APP/PS1小鼠模型和慢性肾病患者透析前和透析后的血浆Aβ水平,发现透析后Aβ40和Aβ42都明显下降。接着在小鼠模型中证实脑组织液Aβ,以及过度磷酸化的tau蛋白水平也都有下降,提示神经退行性病变得到延缓。

 

对照组(左)和透析组(右)小鼠脑切片

 

如果临床上从外周途径能降低脑内Aβ水平,并改善AD患者认知功能,将是一个很有前景的治疗方法。作者接下来就计划展开相关临床试验进行验证。

 

原文标题:Peritoneal dialysis reduces amyloid-beta plasma levels in humans and attenuates Alzheimer-associated phenotypes in an APP/PS1 mouse model

 


 

AD的临床诊断可不可以更早些?

 

目前AD的临床确诊大多都要求出现多脑区的认知损伤,足以影响日常生活。目前已有少量证据提示,在AD临床症状出现之前好几年,神经生物学改就已悄然发生,脑中淀粉样蛋白开始增多,称为AD临床前期。人们当然希望AD能尽早诊断,但这证据链上还有一个环节是缺失的,即有了临床前表现,就一定会进展为AD吗?为此,Michael C. Donohue等展开了前瞻性队列研究。

 

他们共纳入445例临床认知正常的受试者,评价基线脑内Aβ水平,中位随访时间3.1年,发现基线Aβ水平高者,随后认知功能损伤也更糟糕。

 

两组受试者认知功能随时间变化

 

所以在认知尚正常时进行Aβ检测,有可能成为AD的早期筛查手段,对AD的预防、早期干预都有很大帮助。不过仍需要更大型、长期的观察来确认其相关性。

 

原文标题:Association Between Elevated Brain Amyloid and Subsequent Cognitive Decline Among Cognitively Normal Persons


 

 

AD诊断的生物标志物还要补充

 

2011年美国国家老年病研究所和阿兹海默病协会(NIA-AA)共同发表了一份指南,推荐将生物标志物纳入AD的诊断标准中,包括Aβ(A)和tau蛋白相关的神经退行性改变或神经损伤(N)。然而梅奥诊所表示不服,tau蛋白磷酸化怎么能跟MRI和18F-FDG-PET看到的神经退行性变和神经损伤搅到一个分组里呢?因为后者没有特异性。

 

于是他们把T独立出来,构建新的生物标志物模型,具有A、T、N三个维度,每个维度都有正常(+)和异常(-)两种情况,于是把人群分为8类。他们做了个横断面研究,观察在50以上认知功能未受损的人群中,这8类人的分布状况。果然,A、T和N在不同性别和各年龄层上的分布都是不一致的。

 


所以Tau蛋白还是可以独立出来的。这个改良模型对人群的病理特征异质性的理解更为深刻。放远了看,这可能为将来的精确诊断和潜在的靶向治疗做好铺垫,不过路还很长,首先还需要更多数据,包括有认知损伤的人群分布,以及纵向研究进一步观察。

 

原文标题:Age-specific and sex-specific prevalence of cerebral β-amyloidosis, tauopathy, and neurodegeneration in cognitively unimpaired individuals aged 50–95 years: a cross-sectional study

 

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