“這些小膠質細胞在tau蛋白病變有效地擴散到下一個細胞之前就開始吸收并降解tau蛋白。沒有tau病理學,就不會有神經退化、萎縮和認知問題。如果我們能夠模擬這種突變所產生的影響,或許能夠使淀粉樣蛋白積累無害,或者至少大大減少其危害,保護人們免受認知障礙的影響?!?/em>
2023年7月,美國食品藥品監督管理局(FDA)完全批準日本衛材藥業和美國渤健公司聯合研發的阿爾茨海默病(AD)新藥Leqembi(通用名:Lecanemab)上市,它也成為20年來首款獲FDA完全批準的阿爾茨海默病新藥,通過減少大腦中聚集的β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein,Aβ)發揮療效。
阿爾茨海默病是癡呆的最常見形式,可分為早發性AD(65歲前臨床發?。┖屯戆l性AD(65歲及以上臨床發病)。阿爾茨海病的發展時間約30年,前20年是無癥狀的,淀粉樣蛋白在患者大腦中緩慢積聚,但不會引起不良影響。當淀粉樣蛋白水平達到臨界點時,就會進入第二階段,涉及多個相互關聯的破壞性過程:tau蛋白質形成纏結,在患者大腦中擴散;大腦新陳代謝減慢,開始萎縮;患者開始出現記憶和思維問題。
現在,科學家們找到了預防阿爾茨海默病的新線索。
美國哈佛大學醫學院附屬麻省總醫院(Massachusetts General Hospital)的亞基爾·奎羅斯(Yakeel T.Quiroz)博士長期追蹤世界上最大的常染色體顯性遺傳性阿爾茨海默?。ˋDAD)家族,這個家族現居于哥倫比亞,在約6000位存活的家庭成員中,約1200人帶有1型早老蛋白(PSEN1)E280A突變。這種突變會使大腦產生過量的Aβ,在神經元之間粘連,形成斑塊。這是檢測阿爾茨海默病的診斷標志,雖然它至今并未被確認為阿爾茨海默病的成因。
在這個家族中,攜帶PSEN1 E280A突變的人通常會在44歲時出現輕度認知障礙,在49歲時出現癡呆癥狀。但一位女性逃脫了這種“命運”,雖然她的腦部神經細胞之間積累了大量淀粉樣蛋白,甚至比她40多歲時開始出現輕度認知障礙的親戚還要多,但她直到70多歲才出現輕度認知障礙,比她的親戚們晚了30年。與其他人相比,她腦部神經細胞內的tau蛋白水平低許多。
2019年,奎羅斯團隊在《自然-醫學》(Nature Medicine)上報告了這個案例。對該患者進行基因測序后,研究人員發現,除致病基因外,這名女性的兩個APOE3基因的拷貝都攜帶一種被稱為基督城突變(Christchurch mutation,R136S)的罕見序列,可能抵消了PSEN1突變的有害作用。
大部分情況下,編碼APOE的基因有三個等位基因,分別為APOE2、APOE3和APOE4。過去幾十年的證據表明,APOE4是影響AD的風險基因,2個等位基因都是APOE4拷貝的人相比其他人群更容易罹患AD,通常起病于65歲以后;APOE2有減少或延緩發病的作用,但在人群中最少見;最常見的APOE3似乎對AD的發展沒有影響。
也就是說,APOE3突變極為罕見,APOE3和PSEN1突變同時出現在一個人的基因組中更為罕見。這種組合可以抵抗阿爾茨海默病,是一個偶然事件嗎?
美國華盛頓大學醫學院(UW Medical Center)的神經病學教授大衛·霍爾茨曼(David M. Holtzman)等人找到了答案,并提示一種預防阿爾茨海默病的新方法。相關論文于當地時間12月11日在線發表于《細胞》(Cell)。
霍爾茨曼團隊根據前述幸運女性的基因培育了一只人源化的APOE3ch敲入小鼠,并將其與Aβ斑塊沉積模型雜交,然后將人類tau蛋白注射到小鼠的大腦中。
通常,在淀粉樣蛋白開始沉積的情況下,引入的tau蛋白很容易在注射部位形成聚集,還會擴散到大腦其他部位。但轉基因小鼠并未出現這種情況,雖然淀粉樣斑塊廣泛存在,但tau蛋白的病理特征卻十分輕微,與那名幸運女性的表現一致。
研究人員對轉基因小鼠的腦組織展開詳細分析,發現關鍵的區別在于,APOE3ch突變小鼠的小膠質細胞的活動水平發生了變化。小膠質細胞負責在腦組織中處理廢物,往往聚集在淀粉樣斑塊周圍,在APOE3ch小鼠的腦中,聚集在淀粉樣斑塊周圍的小膠質細胞可以高效地吞噬和降解tau蛋白。
“這些小膠質細胞在tau蛋白病變有效地擴散到下一個細胞之前就開始吸收并降解tau蛋白。這阻礙了大部分下游過程;沒有tau病理學,就不會有神經退化、萎縮和認知問題。如果我們能夠模擬這種突變所產生的影響,或許能夠使淀粉樣蛋白積累無害,或者至少大大減少其危害,保護人們免受認知障礙的影響。”霍爾茨曼說。
參考資料:
1. https://lsa.zoom.com/i/85463465037?pwd=GUUQa9ZpeokboGthBOriQhLSjsqLFf.1
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0092867423013156
3. https://www.eurekalert.org/news-releases/1010823
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