一种长期以来被认为导致阿尔茨海默病脑损伤的蛋白质,如今被发现在健康新生儿的大脑中以惊人的高浓度存在,这一发现挑战了数十年来的医学教条。
这项发现可能会改变我们对大脑发育以及阿尔茨海默病本身的理解。这种被称为p-tau217的蛋白质一直被视为神经退化的标志——然而,一项新的研究表明,它在健康婴儿的大脑中甚至更为丰富。
p-tau217可能并非有毒,而是在早期发育过程中对构建大脑至关重要。
要理解这一点的重要性,有助于了解tau蛋白通常的作用。在健康的大脑中,tau是一种帮助维持脑细胞稳定并允许它们进行交流的蛋白质——这对记忆和整体大脑功能至关重要。可以将其想象为建筑物内部的梁柱,支撑着脑细胞以使其正常运作。
然而,在阿尔茨海默病中,tau被化学转化为另一种形式,即p-tau217。这种改变后的蛋白质不再执行其正常功能,而是积聚并在脑细胞内形成团块,导致细胞功能受损,并引发该疾病典型的记忆丧失。
多年来,科学家们一直认为高水平的p-tau217总是意味着麻烦。但新的研究表明他们错了。
由哥德堡大学(University of Gothenburg)领导的一个国际团队分析了400多人的血液样本,其中包括健康新生儿、年轻人、老年人以及阿尔茨海默病患者。他们的发现令人震惊。
早产儿的p-tau217浓度最高。足月婴儿次之。出生越早,蛋白质水平越高——然而这些婴儿完全健康。
这些水平在生命的头几个月急剧下降,在健康成年人中保持非常低,然后在阿尔茨海默病患者中再次上升——尽管从未达到新生儿中的超高水平。
这种模式表明,p-tau217在早期大脑发育中起着关键作用,特别是在控制运动和感觉的区域,这些区域在生命早期成熟。这种蛋白质似乎并非有害,而是支持新神经网络的构建。
重新思考阿尔茨海默病
其影响深远。首先,这些发现澄清了如何解读最近被美国监管机构批准用于辅助痴呆诊断的p-tau217血液测试结果。高水平并不总意味着疾病——在婴儿中,这是正常、健康大脑发育的一部分。
更有趣的是,这项研究提出了一个根本性的问题:为什么新生儿的大脑能够安全地处理大量p-tau217,而同样的蛋白质却在老年人中造成严重破坏?
如果科学家能够解锁这种保护机制,可能会彻底改变阿尔茨海默病的治疗。了解婴儿大脑如何在不形成致命缠结的情况下管理高tau水平,可能会揭示全新的治疗方法。
这些发现也挑战了阿尔茨海默病研究的一个核心观点。几十年来,科学家们一直认为p-tau217仅在另一种蛋白质——淀粉样蛋白(amyloid)开始在大脑中积累后才会增加,淀粉样蛋白触发一系列导致tau缠结和痴呆的过程。
但新生儿没有淀粉样蛋白堆积,但他们的p-tau217水平却远高于阿尔茨海默病患者。这表明这些蛋白质独立运作,其他生物过程——不仅仅是淀粉样蛋白——在整个生命过程中调节tau。
这些研究结果与早期的动物研究一致。小鼠研究显示,tau水平在早期发育时达到峰值,然后急剧下降,反映了人类的模式。同样,对胎儿神经元的研究发现,自然高水平的p-tau随着年龄增长而下降。
如果p-tau217对正常大脑发育至关重要,那么一定有某种因素在生命后期将其转变为有害物质。理解是什么触发了这一从保护到破坏的生物学开关,可能会指向预防或治疗阿尔茨海默病的全新方法。
几十年来,阿尔茨海默病研究几乎完全集中在异常蛋白质造成的损害上。这项研究颠覆了这一观点,表明这些所谓的“有毒”蛋白质之一实际上在生命的起点可能发挥了重要且健康的作用。
婴儿的大脑可能掌握着控制tau的关键蓝图。了解其秘密可能帮助科学家开发出更好的方法来保存我们在衰老过程中的认知功能,从而彻底改变我们应对医学界最大挑战之一的方法。
Rahul Sidhu是谢菲尔德大学(University of Sheffield)神经科学博士候选人。
本文根据知识共享许可从The Conversation转载。阅读原文。
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