一种罕见且致命的脑部疾病,目前尚无有效治疗方法或治愈手段。这种疾病会攻击神经系统、平衡能力以及运动功能。
这就是多系统萎缩症(MSA)患者的现实情况——一种在许多方面类似于帕金森病的疾病,但发病更早且进展更为迅猛。
在一项新研究中,哥本哈根大学和比斯珀比约格和腓特烈斯贝格医院的研究人员检查了MSA患者的脑组织,以更好地了解该疾病为何如此迅速地发展。
大脑的免疫细胞,即小胶质细胞,似乎扮演着重要角色。
MSA
多系统萎缩症(MSA)是一种罕见的脑部疾病,在许多方面类似于帕金森病。
MSA会攻击自主神经系统,可能影响平衡、运动能力,并导致排尿、性功能和血压方面的问题。
该疾病是慢性的,目前尚无治疗方法或治愈手段。症状平均发病年龄为55-60岁。
资料来源:Susana Aznar,丹麦多系统萎缩症协会,丹麦帕金森病协会
"我们原本预期在MSA患者的脑中会看到非常活跃的免疫系统,因为该疾病如此具有侵袭性。在帕金森病患者中我们也确实看到了这一点。但我们发现了相反的情况。看起来大脑的免疫细胞处于昏昏欲睡或疲惫状态,仿佛失去了响应能力——至少在疾病后期是如此,"哥本哈根大学生物技术研究中心(BRIC)教授Konstantin Khodosevich解释道。
通常,免疫细胞作为某种"垃圾收集器",负责清除脑中的废物,如积累的蛋白质和死亡细胞。但如果免疫细胞无法正常工作,这可能导致帕金森病和MSA等疾病。
"从其他研究中我们知道,疾病初期免疫系统非常活跃。因此,我们有一个理论认为,免疫系统可能曾被过度激活,导致免疫细胞疲惫不堪。如果免疫细胞不能正常工作,疾病就可能更容易发展,"比斯珀比约格和腓特烈斯贝格医院研究负责人、该研究的共同负责人Susana Aznar表示。
研究人员强调,需要进一步研究来明确过度活跃的免疫系统是否会导致免疫细胞疲惫。
分析了数万个细胞
在这项研究中,研究人员分析了来自三组捐赠者的脑组织:MSA患者、帕金森病患者以及无神经系统疾病的个体。
研究人员使用了Konstantin Khodosevich建立的一种称为单细胞RNA测序的高级方法来分析单个细胞。这种方法使得能够绘制每个细胞中的基因,即使样本来自已故患者。
"我们取一小片指甲大小的脑组织,将其分解成数千个单独的细胞核,然后逐一分析。这使我们能够确切了解每种特定细胞类型中正在发生什么。它为我们提供了疾病过程结束时大脑中发生情况的快照,"该研究第一作者、前BRIC博士后研究员Rasmus Rydbirk(现为南丹麦大学生物信息学家)解释道。
总体而言,研究人员分析了超过11.7万个细胞,以及每个细胞中的数千个基因。这使他们能够创建一个详细的"地图",展示不同患者组中大脑细胞类型及其状况。
研究人员正是通过这种方式,注意到MSA患者的免疫细胞表现得似乎与其他人不同。
关于该研究
在这项研究中,研究人员分析了来自7名MSA患者、12名帕金森病患者以及10名无神经系统疾病的个体的组织样本。MSA是一种罕见疾病,因此可用的脑样本数量有限。尽管数据分辨率很高,但这降低了统计效力。
样本取自纹状体,这是大脑中对我们的运动能力至关重要的一个区域,在MSA和帕金森病患者中都会受到影响。
研究人员使用单细胞RNA测序分析了组织样本,这种方法可以显示个体细胞中哪些基因是活跃的——即使它们来自已故患者。
通过比较不同患者组,研究人员能够看出什么突出:被称为小胶质细胞的大脑免疫细胞在MSA患者中似乎比在帕金森病患者中更不活跃。然而,该研究并未确立因果关系。
由于脑组织是在死后捐赠的,分析并不能提供MSA患者整个疾病过程的图景,而是提供了疾病晚期大脑中发生情况的详细快照。
未来治疗方法?
目前将这些发现用于临床还为时过早,但研究结果为寻找MSA潜在治疗方法指明了方向。
"MSA是我们知之甚少的一种疾病,但我们的研究表明,进一步研究小胶质细胞的作用很有意义,看看这是否可以作为未来医学治疗的潜在目标,"Susana Aznar表示。
丹麦多系统萎缩症协会(Landsforeningen Multipel System Atrofi)对这项新研究表示欢迎:
"被诊断出患有无治疗方法的致命疾病是毁灭性的。因此,进行MSA研究以更好地了解疾病成因至关重要。随着各地研究的进展,我们有望在未来找到治疗方法或治愈手段,"主席Inge Vium表示。
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