某些脑细胞负责协调身体的平滑运动控制。但当这些细胞持续数周处于过度激活状态时,它们会逐渐退化并最终死亡。
格莱斯顿研究所的科学家通过最新研究发现,这种现象可能揭示了帕金森病患者大脑异常的致病机制。研究人员将药物氯氮平-N-氧化物(CNO)加入小鼠饮用水中,持续激活多巴胺神经元后,仅数日就观察到昼夜活动节律紊乱,一周后检测到黑质区域神经轴突退化,一个月时神经元开始死亡。
研究显示:
- 神经元易损性 黑质区域的多巴胺神经元对过度激活最为敏感
- 细胞变化 神经元过度活跃会减少多巴胺生成,导致退行性病变
- 治疗潜力 药物或深部脑刺激可能调节神经元活性保护细胞
这项发表于《eLife》的研究发现,慢性激活导致黑质轴突优先退化,而负责动机和情绪的腹侧被盖区神经元则相对稳定,这种选择性退化模式与人类帕金森病完全一致。通过空间转录组学分析,研究团队发现过度激活会引发钙离子水平异常和多巴胺代谢相关基因表达下调。
"我们推测神经元可能因避免多巴胺毒性而主动降低合成,但长期的代偿最终导致细胞死亡。"主要研究者Ken Nakamura博士指出。研究团队在早期帕金森病患者脑样本中观察到类似的基因表达变化。
研究认为,神经元过度活跃可能由遗传、环境毒素等多因素触发,并形成"代偿-耗竭"的恶性循环:过度活跃的神经元降低多巴胺生成导致运动功能恶化,剩余神经元加倍工作最终导致全面衰竭。这为通过调控神经元活动模式延缓疾病进展提供了新方向。
资助机构包括迈克尔·福克斯帕金森研究基金会、美国国立卫生研究院等。研究团队强调,该机制解释了为何帕金森病会优先破坏特定神经元群体,为开发保护性疗法奠定了理论基础。
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