最易受到阿尔兹海默症影响的脑细胞特性分析

阿尔兹海默症是一种神经认知衰退疾病,影响着全世界数百万人。这种疾病的确切原因尚不清楚,但近日一项研究正在揭示阿尔兹海默症在大脑形成的机制。
在阿尔兹海默症以及其他痴呆症中,一种典型的特征是大脑中某些有毒蛋白质的积聚。这些蛋白质聚集成斑块,扰乱脑细胞之间的通信,从而导致认知问题和其他问题。研究人员通常将β-淀粉样蛋白确定为这种破坏性过程的罪魁祸首。然而,病理性tau蛋白的积聚也同样重要。

tau蛋白与细胞骨架
在最近这项研究中,来自美国俄亥俄州立大学、哥伦比亚大学医学中心和英国剑桥大学等一系列学术机构的研究人员发现,tau蛋白优先聚集在一种特定类型的脑细胞周围。他们还发现,某些遗传特征可能会使人易于在这些细胞周围积聚tau蛋白质。该研究近日已发表在《Nature Neuroscience》上。
关注大脑中最弱环节:哪些脑细胞最易受到阿尔兹海默症影响?
最脆弱的脑细胞
大脑包含不同类型的细胞。最重要的两种细胞分别是神经元和神经胶质细胞,前者负责传递信息,并在认知功能中发挥着关键作用;后者具有多种作用,包括支持和保护神经元并维持它们之间的联系。
神经元分为两种类型:兴奋性神经元和抑制性神经元,前者触发电脉冲,后者平衡兴奋性神经元的活动。
在研究小鼠模型和阿尔兹海默症患者大脑中的tau蛋白积聚现象时,研究第一作者、俄亥俄州立大学神经科学系的助理教授Hongjun Fu及其同事发现,兴奋性神经元是最容易受到这种蛋白质破坏的影响。
研究人员们写道:“错误折叠的tau蛋白积聚是阿尔兹海默症和与tau相关额颞叶变性的一个明显特征。有几种类型的神经元在发生阿尔兹海默症、唐氏综合征和额颞叶变性时尤其脆弱。易受tau蛋白病变影响的神经元分布遵循一种序列模式。这种模式表明大脑中不同区域的细胞群面临的风险程度不同。更具体地说,出现tau蛋白积聚的内嗅皮层和海马体中的细胞形态和位置表明兴奋性神经元尤其容易受到影响。”
根据这一发现,研究人员对没有阿尔兹海默症等神经疾病的人进行了遗传分析。
研究人员发现兴奋性神经元和抑制性神经元之间存在重要的遗传差异。他们认为这可以解释为什么前者更容易出现tau蛋白积聚。
基因能解释这种现象吗?
研究人员发现,一种调节大脑中tau蛋白清除的基因BAG3可能是兴奋性神经元对毒性斑块形成易感性的关键。
研究团队解释称,BAG3的表达在神经元细胞中比在非神经元细胞中要高得多。在神经元中,BAG3在抑制性神经元的表达程度最高,这可以解释抑制性神经元不易受tau蛋白积聚影响的原因。
关注大脑中最弱环节:哪些脑细胞最易受到阿尔兹海默症影响?
图片来源:《Nature Neuroscience》
Fu说:“我们认为脑细胞中存在一种非常早期的内在差异,这种差异很容易导致tau蛋白的积聚。这可能解释为什么只有某些神经元和大脑区域在早期阿尔兹海默症中容易受到这个问题的影响。”
他补充说:“如果我们弄清楚导致这些细胞易受这种疾病影响的分子决定因素,它将有助于我们更好地理解阿尔兹海默症的发生,并可能带来早期检测和靶向治疗的新技术。”
在未来,研究人员的目标是关注特定基因之间的相互作用如何影响阿尔兹海默症特异性机制,并增强脑细胞面对毒性斑块时的易感性。
研究人员指出,神经元以外的脑细胞也可能在包括阿尔兹海默症等神经退行性疾病的进展中发挥重要作用。
Fu指出:“包括小神经胶质细胞、星形胶质细胞和少突胶质细胞在内的其他脑细胞,也被发现在阿尔兹海默症的发展中起到重要作用。这些细胞如何互相通信并影响特定神经元的脆弱性,我们对此非常感兴趣。”
研究人员解释说:“环境因素、脑损伤、糖尿病、睡眠剥夺、抑郁和其他外在因素也与阿尔兹海默症的易感性增加有关。我们希望了解这些内在差异如何与这些外部影响相互作用。”

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