基因变体减缓大脑垃圾清除 增加阿尔茨海默病风险Gene variant slows down removal of debris in the brain, increasing Alzheimer's risk, say researchers

环球医讯 / 认知障碍来源:medicalxpress.com美国 - 英文2025-09-04 22:05:42 - 阅读时长3分钟 - 1002字
美国南佛罗里达大学与芝加哥大学联合研究发现,PICALM基因变体会导致脑部小胶质细胞清除垃圾蛋白能力下降30%,该基因第三大风险等位基因会破坏溶酶体功能,引发脂滴积累并阻碍β淀粉样蛋白清除。研究团队通过培养人源脑细胞实验发现,携带主要等位基因人群的小胶质细胞表现出清除效率下降,而30%人群携带的保护性次要等位基因则可维持正常功能,这项历时五年的发现为阿尔茨海默药物开发提供了新靶点。
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基因变体减缓大脑垃圾清除 增加阿尔茨海默病风险

一种被称为小胶质细胞的特殊脑细胞在阿尔茨海默病研究中展现出关键作用。这种细胞在大脑中承担着"清道夫"职责,通过吞噬有害蛋白维持神经网络正常运作,其功能机制被形象地比作"吃豆人"游戏中的角色。

南佛罗里达大学Gopal Thinakaran教授解释:"小胶质细胞如同大脑的环卫部门,既要清理垃圾又要在疾病中发挥作用。它们约占大脑细胞的10%,通过持续监测神经系统环境,将异常蛋白和受损细胞碎片清除。"当发现病灶时,这些细胞会转变为活跃形态,以特异性吞噬方式清除有害物质。

然而在退化性脑部疾病中,小胶质细胞逐渐失去清除能力。研究团队在《自然》杂志发表的最新成果显示,PICALM基因的特定变异是导致这一现象的重要原因。该基因的"主要等位基因"会导致小胶质细胞内PICALM蛋白水平降低,进而破坏负责降解废物蛋白的溶酶体功能。

联合研究负责人Ari Sudwarts博士指出:"我们首次发现PICALM基因变异会引发脂质代谢紊乱,导致脂滴在细胞内异常积累。这种'脂肪垃圾'的堆积会显著削弱小胶质细胞的吞噬能力,使β淀粉样蛋白和tau蛋白等致病物质在脑部沉积。"

研究团队通过体外培养的人源小胶质细胞模型发现,约30%人口携带的"次要等位基因"具有保护作用。这种基因变异通过维持正常蛋白水平,确保溶酶体系统的高效运作。而携带主要等位基因的个体,其小胶质细胞的垃圾处理效率下降约30%。

该研究历时五年,结合单细胞测序和超微结构分析技术,首次在分子层面揭示了特定基因变异如何通过脂质代谢通路影响阿尔茨海默病进展。研究人员表示,这项发现为开发针对特定基因型患者的靶向药物提供了重要依据,特别是针对携带高风险等位基因的群体。

目前全球已有超过5000万阿尔茨海默病患者,其中约半数为晚发性病例。研究团队特别强调,遗传因素与生活方式的交互作用仍需深入探索。"虽然PICALM基因变异会增加患病风险,但健康饮食、规律运动等环境因素对疾病进程具有重要调节作用。"Thinakaran教授补充道。

这项突破性研究得到了美国国立卫生研究院资助,研究数据已通过全球阿尔茨海默病研究数据库共享。研究团队下一步将开展临床前药物筛选,重点针对恢复小胶质细胞脂质代谢平衡的干预策略。

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