一项新研究正在对阿尔茨海默病研究中最广泛持有的观点提出质疑——表明该疾病可能并非始于大脑中的斑块。
加州大学河滨分校(UCR)的研究人员表示,最早的变化可能发生在神经细胞内部,两种关键蛋白质似乎在那里相互干扰。
多年来,研究重点一直集中在淀粉样蛋白β(a-beta)上,因为它会在阿尔茨海默病患者的大脑中形成团块。这种联系似乎得到了很好的支持,特别是因为已知会提高a-beta水平的基因突变会导致早发型阿尔茨海默病。
但通过清除这些团块来治疗阿尔茨海默病的尝试大多未能成功,数千项临床试验未能阻止或逆转疾病进展。
印第安纳康复中心首席医疗官迈克尔·凯恩(Michael Kane)告诉《新闻周刊》,这项研究的发现不应被视为完全否定淀粉样蛋白理论,而应被视为对该理论的完善。
"我认为这些发现与其说是对淀粉样蛋白理论的否定,不如说是淀粉样蛋白β和tau之间可能存在的联系,"他说。
淀粉样蛋白β与tau之间的联系
科学家们早就知道另一种蛋白质tau也参与其中。被诊断为阿尔茨海默病的人大脑中都会积聚a-beta和tau,但它们如何相互关联一直不清楚。
"除了患有痴呆症外,阿尔茨海默病的诊断还需要大脑中同时存在a-beta和tau的积聚,"该研究的主要作者、UCR化学教授瑞安·朱利安(Ryan Julian)表示,"但许多实验室只关注其中一种蛋白的作用,而忽略了另一种。"
这项发表在《美国国家科学院院刊》Nexus上的新研究,探讨了当两种蛋白质同时存在于同一细胞内时会发生什么。
凯恩表示,这种联系是该研究最重要的方面之一。
"几十年来,淀粉样蛋白β和tau一直是阿尔茨海默病研究的核心,但该领域一直难以准确解释它们如何相互作用。这项研究为科学家提供了更具体的观察方向,"他说。
神经细胞内部发生了什么
tau通常支持被称为微管的结构,这些结构充当内部通路,帮助神经细胞将必需物质运送到需要的地方。
研究人员发现,tau与这些结构连接的部分与淀粉样蛋白β非常相似。这种相似性促使他们研究a-beta是否能以相同方式附着在微管上。
使用荧光标记追踪该蛋白质后,研究团队观察到a-beta能以与tau相似的强度与微管结合。
"我们的研究表明淀粉样蛋白β和tau在微管上竞争相同的结合位点,而a-beta会阻止tau正常发挥功能,"朱利安说。
凯恩表示,这种机制可能代表了比先前认识更早的疾病发展阶段。
"损害可能更早开始,细胞的机制变得越来越不稳定,"他说。
可能最先发生的干扰
研究人员提出,这种竞争可能是一个重要的早期步骤。
如果a-beta在神经元内积聚,它可能会将tau从微管上推开。没有tau在位,细胞的运输系统可能开始崩溃。
同时,tau可能开始改变行为——聚集在一起并移动到通常不存在的细胞区域。
这指向了一种关于该疾病的不同思考方式。蛋白质积聚本身可能不是起始原因,这两种过程可能是细胞内部更广泛问题的一部分。
凯恩提醒说,尽管这种解释在生物学上是合理的,但它仍是一个工作模型。"合理的机制并不等同于证明这就是驱动患者阿尔茨海默病的原因,"他说。
衰老可能起作用
该研究还强调了一个称为自噬的过程,该过程通常会清除细胞中的不需要的蛋白质,包括a-beta。
随着这一过程随着年龄增长而效率降低,淀粉样蛋白β可能开始在神经元内积聚。这可能会增加它与tau竞争并干扰正常细胞功能的可能性。
未来可能意味着什么
这些发现可能有助于解释为什么一些早期治疗方法难以产生效果。
它们还表明,未来的研究可能会更密切地关注这些蛋白质如何在细胞内部相互作用,而不仅仅是关注在它们形成团块后将其清除。
朱利安表示,这一想法有助于将不同研究线索整合在一起。
"这一想法有助于理解许多先前看似不相关的结果。它让我们更清楚地了解神经元内部可能出了什么问题,以及新治疗方法可能从何处开始,"他说。
凯恩表示,该研究可能引导科学家探索新型治疗策略,但警告不要过分夸大其即时性。
"它可能引导研究人员关注神经元内部的靶点,例如保护微管或防止淀粉样蛋白β干扰tau——但我不会将其描述为即时的治疗突破,"他说。
他补充说,最重要的下一步是确认这一过程是否在人体中发生。
"研究人员需要知道它何时发生,在谁身上发生,以及它是否随着时间推移与记忆力丧失或功能下降相关,"他说。
凯恩还敦促谨慎解读这些发现。
"这项研究最有用的部分是,它将讨论从神经元已经受损后我们所看到的情况,转向神经元内部早期可能出了什么问题,"他说,"更好的治疗方法最终可能就来自这里。"
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