一项创新的三维成像技术,能够解析单个细胞并立体评估大脑组织的大体积,可能是推进对与淀粉样蛋白沉积相关脑疾病认知的关键。
脑淀粉样血管病(AAC)是一种脑血管疾病,其特征是β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积在小脑血管壁上。它是脑叶内出血的重要原因。虽然人们认为沿血管通路的Aβ清除障碍导致了AAC,但Aβ在人脑中的空间分布仍未得到充分了解,因为血管网络的复杂性和规模使得通过常规薄切片分析难以可视化。
随着了解到AAC与阿尔茨海默病在80%至90%的患者中共存,研究兴趣进一步增加,这表明存在共同的Aβ病理生理学。对AAC患者的尸检和超微结构研究已证明,β-淀粉样蛋白主要沉积在血管平滑肌细胞的外基底膜上。
为了进一步了解这一现象,隶属于日本新潟大学(Niigata University)的研究人员使用先进的三维(3D)成像技术,揭示了在脑淀粉样血管病中,Aβ沉积物如何沿人脑血管传播。
"这项研究的独特之处在于我们能够以细胞分辨率三维可视化整个人脑血管网络,"领导这项研究的Rie Saito博士解释道。"我们的3D方法揭示了一种连续沉积模式,这是通过常规二维切片无法观察到的。"
根据该研究的第一作者Hideki Hayashi的说法,一个关键发现是淀粉样蛋白并非随机沉积。它遵循特定模式:从表层血管开始,沿连接路径向内延伸。因此,正如他所说,"这支持了AAC由于清除机制受损而发展的假设。"
研究人员在《Science Advances》上发表的研究中,使用组织透明化技术和光片荧光显微镜分析了六名AAC患者的死后脑组织。这种方法能够在三维空间中可视化大体积的人脑组织,同时保持血管网络的连续性。通过对血管平滑肌细胞和Aβ进行荧光标记,研究人员重建了从皮质表面延伸至下层白质的血管。
研究人员还发现,Aβ阳性血管周围的实质淀粉样斑块密度低于其他区域,表明存在空间分布偏好。
"高血管淀粉样蛋白含量的区域在周围脑组织中表现出较少的斑块,"Hayashi教授指出。"理解这种平衡对开发靶向治疗可能很重要。"
总之,这些发现支持了受损的血管周围清除通路导致AAC进展的观点,并强调了空间背景在淀粉样蛋白相关脑血管疾病中的重要性。
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