穆穆恩·阿尔-阿明(Md Mamun Al-Amin)博士是医学和分子遗传学博士后研究员。| 照片由印第安纳大学医学院蒂姆·耶茨拍摄
印第安纳大学医学院研究人员发现,阿尔茨海默病已知的主要遗传风险因素会加剧大脑白质组织的损伤。这些白质对脑区之间的信息传递至关重要。
这项发表在《阿尔茨海默病与痴呆》(Alzheimer's & Dementia)期刊上的研究成果,为开发保护大脑白质的新型疗法开辟了方向,有助于维持携带APOE4基因变体人群的脑功能——该变体是阿尔茨海默病最常见的遗传风险因素。
由医学和分子遗传学P.迈克尔·康尼利教授金荣洙(Jungsu Kim)博士和医学和分子遗传学博士后研究员穆穆恩·阿尔-阿明(Md Mamun Al-Amin)博士领导的研究团队发现,携带APOE4阿尔茨海默病基因变体的动物模型出现脑组织结构变化,以及少突胶质细胞数量急剧下降。这些细胞负责形成和维持髓鞘——包裹神经纤维的脂肪保护层,确保大脑信号高效传递。
"这些发现表明,APOE4在淀粉样斑块沉积(阿尔茨海默病的标志性特征)存在时,会加剧髓鞘破坏和白质损伤,"论文第一作者阿尔-阿明表示,"通过明确活跃髓鞘化少突胶质细胞在该过程中的作用,本研究揭示了可能导致阿尔茨海默病认知衰退和连接丧失的关键细胞通路之一。"
阿尔-阿明指出,每个人从父母各继承一个APOE基因副本。携带两个APOE4变体副本的人群患病风险比携带最常见APOE3变体的人群高出15倍。根据美国国家老龄化研究所数据,约15%-25%的人至少携带一个APOE4变体,2%-5%的人携带两个副本。
该基因变体与大脑中的淀粉样斑块和tau蛋白缠结(阿尔茨海默病两大特征)相关,同时导致记忆和思维关键脑区萎缩。阿尔-阿明解释称,它还影响脑细胞处理胆固醇及其他脂肪的方式,破坏正常通信和修复过程,导致脂质堆积、削弱脑内髓鞘,并降低神经元形成和维持健康连接的能力。
"通过揭示APOE4如何破坏脂质平衡和脑连接,我们旨在设计靶向这些通路的疗法,以保护大脑免受神经退行性损伤,"阿尔-阿明表示。
研究团队发现,该基因变体存在时,保护神经纤维的少突胶质细胞缺失导致白质脑组织结构损伤。髓鞘作为神经纤维的绝缘层,使信号能在大脑内快速传递。
金荣洙表示,当少突胶质细胞功能异常时,脑连接受损,神经网络间的通信被破坏。
"数十年来,阿尔茨海默病主要被视为神经元疾病——存储记忆并在疾病中退化的细胞类型,"金荣洙指出,"但近期研究揭示,少突胶质细胞在疾病发生和发展中也起着关键作用。"
研究团队与斯塔克神经科学研究所和印第安纳大学医学院医学影像研究所合作的罗伯茨转化前临床神经影像中心协作,获取了高质量磁共振成像数据。金荣洙表示,该中心的专业知识对团队开发先进的多模态磁共振技术至关重要,这些技术能精准检测脑病理特定迹象,并获得研究神经退行性变化所需的高分辨率详细图像。
金荣洙表示,研究下一阶段将聚焦于寻找支持和保护活跃髓鞘化及成熟少突胶质细胞的方法,这些细胞维持健康的髓鞘和白质,尤其针对携带APOE4基因变体的个体。未来研究可能探索能增强这些细胞功能的新药物或干预措施,目标是保护脑连接并延缓阿尔茨海默病进展。
本·米德尔坎普(Ben Middelkamp)
本·米德尔坎普是印第安纳大学医学院斯塔克神经科学研究所的传播经理。2019年12月加入战略传播办公室前,他在印第安纳州两座城市担任近六年报纸记者。他于2014年获得印第安纳卫斯理大学融合新闻学学士学位。米德尔坎普擅长将其新闻背景转化为满足医学院及其医师研究人员传播与营销需求的能力。
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