近期一项研究发现，阿尔茨海默病常见的身体运动障碍可能源于大脑之外。研究人员通过构建人类神经与肌肉的显微模型，证实这些运动问题独立于认知衰退而发生，这为医学治疗提供了新靶点。该研究已发表在《阿尔茨海默病与痴呆症》期刊上。
阿尔茨海默病通常与记忆丧失和严重认知衰退相关联。医生常规观察到患者在出现任何精神症状前，早已经历步速减慢、握力减弱及平衡能力下降等运动问题。
传统医学研究将这些身体症状视为脑退化的次级效应，但疾病是否同时独立攻击构成脊髓与身体连接网络的周围神经系统，此前未获证实。
为探究运动障碍根源，研究团队聚焦神经肌肉接头——即神经细胞向肌肉细胞传递化学信号、指令其收缩产生运动的生物学关键点。该研究由中佛罗里达大学教授詹姆斯·希克曼和郭秀芳领导，阿赫梅塔扎·卡尔加扎诺夫担任第一作者。学术团队与希克曼联合创立的生物技术公司赫斯珀罗斯合作，构建了专用实验室模型。
研究重点针对家族性阿尔茨海默病。这是一种罕见的遗传性疾病，患者通常在40至65岁发病，与更常见的晚发型散发性阿尔茨海默病（多发于老年人群且无单一遗传病因）不同。
为避免使用活体人类受试者，研究人员采用人类诱导多能干细胞进行实验。这些细胞通常取自皮肤或血液，经化学重编程后具备类似胚胎干细胞的特性，可诱导发育为人体几乎任何组织类型。
科学家利用该技术培养出控制自主运动的特化神经细胞——运动神经元，并通过基因改造使其携带两种家族性阿尔茨海默病相关突变。随后将这些突变神经细胞与健康人类肌肉细胞配对，置于名为"人体芯片"的显微实验室装置中。该微型系统分为两个独立腔室，有效模拟功能性神经肌肉接头，同时完全排除大脑和脊髓的干扰。
通过将中枢神经系统排除在模型之外，研究人员得以精确定位任何功能障碍的源头：若在此隔离环境中运动系统失效，即证明疾病独立攻击周围神经。相较于小鼠等动物模型（因人兽生物学差异影响疾病进程），这种微型人体细胞模型能更精准反映人体真实状况。
实验中，团队向神经腔室施加电流以刺激细胞，促使其向肌肉腔室发送运动信号，并通过高速摄像机与计算机软件追踪肌肉反应。研究人员测量多项关键参数评估细胞健康状况：包括信号保真度（神经发送指令后肌肉实际收缩的可靠性）及疲劳指数（肌肉在快速电刺激下维持强力收缩的时长）。
结果显示，携带阿尔茨海默病突变的神经细胞难以与健康肌肉细胞有效沟通。携带PSEN1基因突变的神经元在所有测试日均表现严重缺陷：肌肉收缩触发不可靠、疲劳率更高，且神经肌肉连接随时间推移稳定性显著低于健康对照细胞。而携带APP突变的神经元虽表现优于PSEN1细胞，但在测试中期仍出现触发可靠收缩能力下降。
由于实验中使用的肌肉细胞完全健康，沟通失效明确由病变运动神经元导致。团队成功证实周围神经损伤独立于脑退化而发生。显微观察还发现，病变神经细胞中作为"运输舱"或"回收中心"的内体结构异常膨大。因这些结构负责回收运动信号所需的化学物质，其功能障碍为神经沟通失败提供了生物学解释。
研究人员测试了两种常规药物——美金刚（通过阻断特定化学受体预防神经损伤）和加兰他敏（抑制化学信使分解以延长作用）——是否能修复周围神经功能障碍。但将药物加入微型模型后，神经肌肉连接功能未见统计学显著改善，表明专为修复大脑设计的疗法无法自动修复身体其他部位损伤。
希克曼强调："这是首次证明周围神经系统缺陷可直接由这些突变引发，意味着靶向大脑的药物可能无法修复身体其他部位的问题。"
尽管模型提供关键洞见，研究存在局限：实验仅包含运动神经元和骨骼肌细胞，是人体生物学的极简表达。活体中，星形胶质细胞和施万细胞等保护性细胞会与神经肌肉互动以支持日常功能，若将这些细胞纳入模型可能改变结果。未来研究将扩展模型，测试携带突变的肌肉细胞（而非仅神经细胞），并利用微型设备模拟感觉神经元，以绘制疾病对触觉痛觉通路的影响。鉴于现有药物未能修复周围神经，这种人体芯片有望成为测试新化合物的平台，开发同时靶向认知衰退与身体退化的组合疗法，最终提升患者整体生活质量。
该研究《利用功能性人类神经肌肉接头微生理系统评估阿尔茨海默病周围神经系统病理》由阿赫梅塔扎·卡尔加扎诺夫、罗米·艾肯、肯尼斯·霍金斯、拉斐尔·洛佩兹、艾哈迈德·纳瓦兹、高伟、蔡斯·米勒、威尔·博根、克里斯托弗·朗、戴维·摩根、郭秀芳和詹姆斯·希克曼共同完成。
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