一项使用实验室制造的脑模型研究表明，疱疹病毒可能是脑震荡与痴呆风险之间的关键联系。该研究由Tufts大学的博士后研究员Dana Cairns领导，揭示了病毒如何在脑部潜伏并在受伤后重新激活，从而导致痴呆相关的病理变化。
引起冷疮的病毒可以进入大脑，处于休眠状态，然后在头部创伤后重新激活，研究暗示。炎症可以唤醒大脑中休眠的病毒，这有助于解释为什么脑震荡常常发生在痴呆之前。脑损伤如脑震荡会增加痴呆的风险，而且头部受到的打击越多，这种风险就越高。科学家们正在研究受伤后大脑内发生的变化，这些变化可能导致痴呆，例如异常蛋白质的积累和脑细胞的功能障碍及死亡。这些变化见于阿尔茨海默病（Alzheimer's disease）和慢性创伤性脑病（chronic traumatic encephalopathy, CTE），后者最近在高冲击运动中得到了更多关注。
一些科学家认为这些变化可能与一种常见的病毒有关：单纯疱疹病毒1型（herpes simplex virus 1, HSV-1），即引起冷疮的病原体。疱疹病毒是一类更广泛的病毒群，还包括引发水痘和单核细胞增多症的病毒，它们可以在体内休眠，然后再次激活。“它们可以在你的体内长期休眠，”研究的主要作者Dana Cairns说。有证据表明，HSV-1可以潜入大脑并潜伏在那里，Cairns告诉Live Science。
新的研究发现，物理伤害可以激活大脑中的休眠病毒，Czech共和国分子与转化医学研究所的神经科学实验室负责人Gorazd Stokin说，他未参与这项新研究。这项研究依赖于实验室制造的微型脑模型，因此需要更多的工作来证明结果对人类的相关性。“但这是一个很好的第一步，展示了有趣的现象，”Stokin说，他同时也是英国Gloucestershire Hospitals NHS Foundation Trust的咨询神经学家。
关于病毒引发痴呆的想法并不是新的；Ruth Itzhaki在1991年首次提出了这一观点。她和同事在死于阿尔茨海默病的老年人大脑中发现了这种病毒。他们后来发现，携带病毒和APOE4基因变异（一种增加阿尔茨海默病风险的基因）的人患该疾病的风险高于仅携带APOE4基因的人。他们还发现，潜伏的HSV-1可以通过压力或免疫抑制重新激活。
“在那些日子里，她的工作受到了很多反对，”Cairns谈到Itzhaki早期的工作时说。这一关于病毒引发痴呆的理论多年来一直处于边缘地位，但在近年来引起了越来越多的兴趣。如今，科学家们有了更好的工具来测试这一理论，包括实验室培养的人脑模型。
这项新研究于1月7日发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上，使用了直径仅为0.2英寸（6毫米）的脑模型。这些海绵状、甜甜圈形状的结构由丝绸制成，并注入干细胞。通过特定的化学物质，干细胞被诱导成熟为各种脑细胞，这些细胞携带一个APOE4基因拷贝。这种遗传特征在阿尔茨海默病患者中相对常见，因此在脑模型中包含它是相关的，Stokin指出。
研究人员用HSV-1感染这些模型，然后用抗病毒药物使病毒进入休眠状态。在以前的研究中，他们已经表明，炎症可以“唤醒”病毒，并触发类似于痴呆的大脑细胞变化。在那项先前的研究中，研究人员用引起水痘和带状疱疹的病毒——水痘-带状疱疹病毒（varicella-zoster virus）引发了炎症。
但“除了感染外，还有其他因素可以引起炎症，比如伤害，”Cairns说。“我们想知道伤害是否也可能产生类似的效果。”
在这项新研究中，团队对迷你大脑进行了两种类型的伤害模型：严重的伤害，就像头骨破裂一样；以及脑震荡，即大脑在头骨内移动或扭曲。在脑震荡实验中，迷你大脑被放置在充满液体的3D打印容器中，类似于大脑在头骨内的缓冲液。然后，这些包裹着迷你大脑的容器被放在一个平台上，平台被活塞撞击。
在这两项实验中，脑模型都发生了炎症，其中的HSV-1也被重新激活。痴呆相关的变化，如蛋白质的积累，在这些受感染的脑模型中出现，而在作为对照的受伤但未感染的模型中则没有出现。严重伤害实验对细胞造成了如此严重的损害，以至于它们很快死亡，但在脑震荡实验中，细胞存活下来，因此实验可以重复进行。重复次数越多，受感染模型中的痴呆样病理变化越严重。
“那些暴露于长期伤害的人通常在临床上表现出最严重的神经退行性病变，”Cairns指出。“这个实验与这一概念非常吻合。”
团队的额外实验暗示，阻止受伤后的炎症可以帮助防止HSV-1重新激活，从而预防痴呆迹象的出现。这一发现加强了团队的整体结果，Stokin说。然而，由于结果仅在迷你大脑中得到验证，“尝试在动物模型中做同样的事情会很有用，”他补充道。
研究人员计划继续使用他们的脑模型进行实验，以找出什么可以阻止HSV-1从休眠中苏醒——例如，抗炎药或抗病毒药物可能会起作用，Cairns说。
“如果你可以阻止重新激活，或者以某种方式控制病毒载量……那将是有益的，”Stokin说，假设疱疹确实是脑损伤和痴呆之间缺失的联系。
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