一种长期以来被认为导致阿尔茨海默病脑损伤的蛋白质,现被发现在健康的新生儿大脑中以惊人高的水平存在,这挑战了几十年来的医学教条。
这项发现可能会改变我们对大脑发育和阿尔茨海默病本身的认知。这种名为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加丰富。
p-tau217并非有毒,而可能是早期大脑发育所必需的。
要理解这一发现的重要性,需要了解tau蛋白的正常功能。在健康的大脑中,tau是一种帮助维持脑细胞稳定并促进它们之间通信的蛋白质——这是记忆和整体大脑功能的关键。可以把它想象成建筑物中的横梁,支撑着脑细胞使其正常运作。
但在阿尔茨海默病中,tau蛋白会经过化学变化转变为另一种形式,即p-tau217。这种改变后的蛋白质不再履行其正常功能,而是堆积并在脑细胞内形成缠结,损害细胞功能并导致疾病的典型记忆丧失。
多年来,科学家一直认为高水平的p-tau217总是意味着问题。但新的研究表明他们错了。
由哥德堡大学领导的一个国际团队分析了超过400人的血液样本,包括健康的新生儿、年轻人、老年人以及患有阿尔茨海默病的人。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,在健康的成年人中保持非常低的水平,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那样的高水平。
这一模式表明,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。该蛋白似乎支持新神经网络的构建,而非造成伤害。
重新思考阿尔茨海默病
这一发现的影响深远。首先,它明确了如何解释最近被美国监管机构批准用于辅助痴呆诊断的p-tau217血液检测结果。高水平并不总是意味着疾病——在婴儿中,这是正常且健康的大脑发育的一部分。
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的p-tau217,而同样的蛋白质却会在老年人中造成严重破坏?
如果科学家能破解这种保护机制,可能会彻底改变阿尔茨海默病的治疗方法。了解婴儿大脑如何在不形成致命缠结的情况下管理高水平tau蛋白,可能会揭示全新的治疗途径。
这一发现还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只有在另一种蛋白质——淀粉样蛋白开始在大脑中积累后才会增加,淀粉样蛋白触发导致tau缠结和痴呆的一连串反应。
但新生儿没有淀粉样蛋白堆积,然而他们的p-tau217水平远远超过了阿尔茨海默病患者的水平。这表明这两种蛋白质独立运作,其他生物过程——不仅仅是淀粉样蛋白——也在一生中调节tau蛋白。
这一研究结果与先前的动物研究一致。小鼠实验显示,tau蛋白水平在早期发育时达到峰值,然后迅速下降,与人类的模式一致。同样,对胎儿神经元的研究也发现,自然高水平的p-tau随着年龄增长而下降。
如果p-tau217对正常的大脑发育至关重要,那么在生命后期一定有某种开关使其变得有害。理解这个生物学开关——从保护到破坏——可能会指向全新预防或治疗阿尔茨海默病的方法。
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,显示出一种所谓的“有毒”蛋白质实际上可能在生命初期扮演重要且健康的角色。
婴儿的大脑可能掌握着控制tau蛋白的关键蓝图。解开它的秘密可能帮助科学家开发更好的方法,以在我们衰老时保持认知功能,从而彻底改变应对医学界最大挑战之一的方式。
Rahul Sidhu 是谢菲尔德大学神经科学博士候选人。
本文根据知识共享许可从The Conversation重新发布。阅读原文。
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