阿尔茨海默病和额颞叶痴呆是导致痴呆症最常见的病因之一。
这些疾病会逐渐损害大脑,导致记忆、思维、语言、个性和日常活动方面的问题。
多年来,科学家们一直知道在这些疾病过程中,有害蛋白质会在脑细胞内积聚。然而,一个重要的谜团一直未被解开:研究人员尚未完全理解这些有毒蛋白质究竟是如何最终杀死脑细胞的。
现在,伦敦国王学院的研究人员与英国痴呆症研究所合作,相信他们已经找到了答案的重要部分。
他们发表在《自然·通讯》杂志上的研究描述了对一种新识别的细胞死亡过程——核碎裂(karyoptosis)的证据。这一发现最终可能帮助科学家开发出减缓阿尔茨海默病和额颞叶痴呆症中脑细胞损失的治疗方法。
每个细胞都包含一个细胞核,它作为细胞的控制中心。细胞核储存DNA,即细胞生存和功能所需的遗传指令。在健康细胞中,细胞核在整个细胞生命周期中保持稳定。然而,在核碎裂过程中,细胞核开始缩小,最终破裂分解。一旦发生这种情况,细胞就无法继续存活。
研究人员认为,当有毒蛋白质在神经细胞内积聚时,会触发这一过程。蛋白质团块是阿尔茨海默病、额颞叶痴呆以及包括肌萎缩侧索硬化症(ALS)在内的几种其他神经退行性疾病的显著特征。
这些蛋白质团块会干扰正常的细胞功能,但科学家们一直难以解释它们如何导致广泛的神经细胞死亡。
为了研究这一点,研究团队使用先进的计算机分析检查了从28名患有额颞叶痴呆或晚期阿尔茨海默病的人身上收集的大约3,000个脑细胞。
他们寻找不同的细胞死亡模式。结果显示,阿尔茨海默病患者的额叶皮层中约有35%的脑细胞携带有核碎裂的标志物,而健康老年人中这一比例仅为15%。
科学家们随后探索了控制这一新识别过程的因素。他们发现蛋白质团块似乎使包围细胞核的外膜变得不稳定。这种不稳定性导致细胞核塌陷并最终解体。研究团队还确定了重要的蛋白质——激酶,它们像开关一样控制着这一连锁事件。
一种名为p38 MAP激酶的激酶被发现与另一种称为LaminB1的蛋白质相互作用。当研究人员在实验室培养的大鼠神经细胞中阻断这种相互作用时,他们减少了核碎裂的迹象。这一发现表明,针对这一途径的药物可能会减缓脑细胞的损失。
尽管这些实验是在实验室细胞而非患者身上进行的,但它们为未来的药物开发提供了一个重要的起点。研究人员希望,减缓核碎裂过程可以为脑细胞提供更多生存时间,同时其他治疗方法针对痴呆症的根本原因。
这一发现令人兴奋,因为目前的痴呆症治疗只能提供有限的症状缓解,并不能阻止脑细胞死亡。一种能减缓细胞死亡本身的疗法可能与未来去除有害蛋白质或减轻炎症的药物协同作用。
这项研究存在重要局限性。该研究并未证明阻断核碎裂能在人体中预防痴呆症。大多数实验是使用捐献的脑组织和实验室模型进行的,因此在任何治疗方法可用之前都需要进行临床试验。
研究人员还需要确定这一过程是否发生在疾病的最早阶段,以及它是否在其他神经系统疾病中发挥作用。
总体而言,这项研究为思考为什么脑细胞在痴呆症中死亡提供了新的思路。通过识别将有毒蛋白质积聚与神经细胞死亡联系起来的新途径,科学家们发现了一个未来疗法的潜在目标。
尽管还有大量工作要做,但这一发现带来了希望:减缓脑细胞损失可能有一天会成为治疗阿尔茨海默病和额颞叶痴呆症的一部分。
研究分析:这是一项设计良好的实验室和组织研究,为一种新的细胞死亡机制提供了强有力的生物学证据。
然而,这仍然是早期阶段的研究,并未证明对人类患者有益。这一发现之所以重要,是因为它确定了一个可能的药物靶点,但在能够改变医疗护理之前,还需要多年的进一步研究和临床试验。
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