科学家们早就知道阿尔茨海默病对大脑某些区域的影响比其他区域更大。其中一种关键蛋白是tau。
通常情况下，tau有助于支持健康的脑细胞。但在阿尔茨海默病中，tau改变了形状，在脑细胞内形成缠结，并在整个大脑中扩散。这些tau蛋白团块损害脑功能并导致细胞死亡。
一些脑区，如内嗅皮层和海马体，在疾病早期就受到影响。而其他区域，如初级感觉区域，则能保持健康更长时间。研究人员一直在努力理解为什么大脑的某些部分更容易受损，而另一些则更具抵抗力。
现在，加州大学旧金山分校（UCSF）的科学家们可能找到了一些答案。在7月9日发表于《大脑》（Brain）期刊的一项新研究中，他们结合了脑扫描、基因数据和计算机建模，获得了更清晰的图像。他们的研究显示，不同的基因组可能会增加某些脑区的患病风险，或保护这些区域免受tau蛋白积累的影响。
研究团队使用了一种新的计算机模型——扩展网络扩散模型（eNDM），来追踪tau蛋白在大脑中的扩散路径。他们分析了196名处于阿尔茨海默病不同阶段的人的脑扫描结果。该模型基于健康人脑区之间的连接情况，预测tau蛋白可能扩散的路径。
研究人员将模型的预测与实际扫描结果进行比较。任何差异（称为“残余tau”）表明可能有其他因素，如基因，影响了tau蛋白的积累。
为了探索这一点，他们使用了Allen人脑图谱中的脑基因表达图。这帮助他们检查某些与阿尔茨海默病相关的基因是否与预测的或意外的tau蛋白积累有关联。通过这种方式，他们发现一些基因与大脑的连接系统协同作用，而另一些基因则独立于连接系统发挥作用。
研究人员根据基因对tau蛋白积累的影响，将其分为四类。一些基因帮助tau蛋白沿着大脑连接路径扩散。另一些导致tau蛋白在未通过大脑连接的区域积累。一些基因帮助保护通常易受tau蛋白影响的区域，而另一些则保护通常不受tau蛋白影响的区域。
与易感性相关的基因通常涉及压力、代谢或细胞死亡。相比之下，保护性基因有助于管理免疫系统并清除有害蛋白，如β-淀粉样蛋白——这是阿尔茨海默病的另一个关键问题。
这项研究建立在UCSF先前的一项小鼠研究基础上。该研究于5月发表，显示tau蛋白的扩散并非随机。相反，它遵循特定的大脑路径，并倾向于通过主动运输而非仅通过脑组织漂移的方式传播。
通过结合脑图和遗传信息，UCSF团队正在更清晰地描绘阿尔茨海默病的扩散方式以及可能涉及的基因。这可能有助于科学家在未来找到更好的阻止疾病的方法。
“通过融合生物学和脑图，我们现在有了更智能的方法来研究阿尔茨海默病并寻找新的治疗方法，”研究负责人Ashish Raj博士说。
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该研究发表于《大脑》期刊。
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