根据使用先进脑部绘图工具的新研究，阿尔茨海默病可能以两个不同阶段损害大脑。发现这一新观点的研究人员表示，第一阶段即早期阶段发生缓慢且无声——在人们出现记忆问题之前——仅损害少数易受影响的细胞类型。相比之下，第二阶段即晚期阶段造成的损害更为广泛且具有破坏性，并与症状的出现以及斑块、神经纤维缠结和其他阿尔茨海默病标志物的快速积累相吻合。
美国国立卫生研究院国家衰老研究所所长Richard J. Hodes医学博士表示："诊断和治疗阿尔茨海默病的一个挑战是，大脑的大部分损害在症状出现之前就已发生。能够检测到这些早期变化意味着，我们首次可以看到一个人在疾病最早期阶段大脑正在发生什么。""这些结果从根本上改变了科学家对阿尔茨海默病如何损害大脑的理解，并将指导开发针对这种毁灭性疾病的新型治疗方法。"
科学家分析了84人的大脑，发表在《自然·神经科学》上的结果显示，早期阶段对一种称为抑制性神经元的细胞造成的损害可能会触发导致疾病的神经回路问题。此外，该研究证实了关于阿尔茨海默病如何损害大脑的先前发现，并确定了疾病过程中可能发生的许多新变化。
具体而言，科学家使用先进的基因分析工具研究了大脑中控制语言、记忆和视觉的中颞回区域的细胞。研究表明，中颞回容易受到阿尔茨海默病期间传统上观察到的许多变化的影响。它也是研究人员已为对照捐赠者彻底绘制地图的大脑部分。通过将对照捐赠者数据与阿尔茨海默病患者的数据进行比较，科学家创建了整个疾病过程中发生的遗传和细胞时间线。
传统上，研究表明阿尔茨海默病造成的损害发生在几个阶段，其特征是细胞死亡、炎症和以斑块和神经纤维缠结形式存在的蛋白质积累水平不断增加。相比之下，这项研究提出，疾病以两个"时代"——或阶段——改变大脑，许多传统研究的变化在第二阶段迅速发生。这与记忆问题和其他症状的出现相吻合。
研究结果还表明，最早的变化在第一阶段任何症状出现之前逐渐且"安静地"发生。这些变化包括斑块的缓慢积累、大脑免疫系统的激活、帮助神经元发送信号的细胞绝缘层的损害以及称为生长抑素(SST)抑制性神经元的细胞死亡。
这一最后发现令研究人员感到惊讶。传统上，科学家认为阿尔茨海默病主要损害向其他细胞发送激活神经信号的兴奋性神经元。抑制性神经元向其他细胞发送镇静信号。论文作者假设SST抑制性神经元的损失如何可能触发导致疾病的脑神经回路变化。
最近，麻省理工学院研究人员进行的另一项脑部绘图研究发现，一种名为REELIN的基因可能与某些神经元对阿尔茨海默病的易感性相关。研究还表明，称为星形胶质细胞的星形脑细胞可能提供对疾病造成的损害的抵抗力或韧性。
研究人员分析了西雅图阿尔茨海默病脑细胞图谱(SEA-AD)的一部分大脑，该图谱旨在创建疾病期间发生的大脑损害的详细地图。
该项目由西雅图艾伦研究所的Mariano I. Gabitto博士和Kyle J. Travaglini博士领导。科学家使用了作为美国国立卫生研究院通过推进创新神经技术进行脑研究(BRAIN)计划的一部分开发的细胞普查网络(BICCN)工具，研究了来自在阿尔茨海默病不同阶段死亡的捐赠者的340多万个脑细胞。组织样本来自"思想中的成人变化"研究和华盛顿大学阿尔茨海默病研究中心。
BRAIN计划主任John Ngai博士表示："这项研究展示了美国国立卫生研究院BRAIN计划提供的强大新技术如何改变我们理解阿尔茨海默病等疾病的方式。借助这些工具，科学家能够检测大脑最早的细胞变化，以创建整个疾病过程中发生情况的更完整图景。"
"这项研究所提供的新知识可能帮助全球科学家和药物开发者开发针对阿尔茨海默病和其他痴呆症特定阶段的诊断和治疗方法。"
更多信息：Mariano I. Gabitto等人，《阿尔茨海默病的综合多模态细胞图谱》，《自然·神经科学》(2024)。DOI: 10.1038/s41593-024-01774-5
期刊信息：《自然·神经科学》
提供方：美国国立卫生研究院
引用：阿尔茨海默病可能以两个阶段损害大脑(2024年10月20日)
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