韩国基础科学研究所(IBS)的科学家发现了一种名为SIRT2的酶,它可能在阿尔茨海默病的记忆丧失中起关键作用。
这项研究由IBS认知与社会性研究中心主任C. Justin Lee领导,提供了关于某些脑细胞——星形胶质细胞如何导致认知能力下降的新见解。
星形胶质细胞曾被认为只是大脑中的简单支持细胞,但最近的研究表明,它们的作用远不止于此。它们与神经元密切互动,并在大脑运作中发挥积极作用。
在阿尔茨海默病中,星形胶质细胞对β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块——这种疾病的一个关键特征——作出反应,变成“反应性”状态。这些反应性星形胶质细胞试图通过一种称为自噬的过程清理斑块,并通过尿素循环机制将其分解。
然而,这种清理过程是有代价的:它会导致星形胶质细胞产生过多的γ-氨基丁酸(GABA),这是一种减缓大脑活动的化学物质,从而导致记忆问题。这一过程还会产生过氧化氢(H₂O₂),这是一种有害物质,可能会损伤并杀死脑细胞。
IBS研究团队希望了解是什么导致了GABA的过度生产,以便找到方法在不干扰其他大脑功能的情况下加以阻断。
通过研究阿尔茨海默病模型小鼠和患有该疾病的患者的大脑组织,他们确定了两种酶——SIRT2和ALDH1A1——它们在反应性星形胶质细胞中有害的GABA生产过程中密切相关。
研究发现,无论是阿尔茨海默病小鼠还是人类大脑中的星形胶质细胞,SIRT2的含量都较高。当科学家在阿尔茨海默病小鼠中阻断SIRT2时,他们观察到两个重要效果:GABA水平下降,短期工作记忆得到改善。然而,长期空间记忆并未改善。这一部分结果既令人兴奋又令人困惑。
记忆力改善有限的原因之一可能是由于在SIRT2发挥作用之前,GABA生产过程中已经产生了H₂O₂。
即使阻断了SIRT2,H₂O₂仍然继续生成,并可能继续损害脑细胞。这表明,虽然减少GABA可能有助于记忆,但它并不能阻止H₂O₂引起的持续细胞损伤。
这一发现仍然是一个突破。在此之前,科学家使用药物阻断MAOB,这是一种阻止GABA和H₂O₂生产的酶。但这种方法无法理解每种化学物质在阿尔茨海默病中的具体作用。
现在,随着SIRT2和ALDH1A1被确认为下游靶点——意味着它们在过程中较晚发挥作用——科学家可以选择性地停止GABA的生产,同时允许H₂O₂的生成。这使研究人员能够分别研究每种化学物质的影响,这是理解阿尔茨海默病如何运作的关键一步。
C. Justin Lee主任解释说,尽管SIRT2可能不是一个理想的药物靶点,但这一发现为研究人员提供了新的工具,以研究星形胶质细胞如何影响大脑衰退。选择性地阻断某些有害化学物质(如GABA)而不影响其他化学物质的能力,可能会导致更精确、更安全的阿尔茨海默病治疗方法。
总之,这项研究尚未提供治愈方法,但它确实提供了重要的一块拼图。通过揭示SIRT2在GABA过度生产中的作用,科学家们对星形胶质细胞如何导致阿尔茨海默病的记忆丧失有了更清晰的认识,并为未来疗法更好地针对疾病过程的具体部分提供了方向。
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