科学家揭示痴呆症背后的隐秘大脑触发机制Scientists expose secret brain trigger behind dementia | Daily Mail Online

环球医讯 / 认知障碍来源:www.dailymail.co.uk美国 - 英语2025-11-08 14:48:33 - 阅读时长4分钟 - 1838字
美国威尔康奈尔医学院研究团队发现,星形胶质细胞线粒体特定部位过度产生的自由基是导致痴呆症的关键触发因素。通过向模拟额颞叶痴呆的小鼠施用S3QEL化合物,研究者成功降低大脑炎症信号并减少与痴呆症相关的tau蛋白,且治疗效果在症状出现后依然显著。这一突破性发现将治疗焦点从清除神经元中的有毒蛋白转向平息过度活跃的脑支持细胞,为开发更有效的神经退行性疾病疗法开辟新路径。研究结果发表在《自然·代谢》期刊上,虽然人类用药研发还需数年,但该靶向疗法有望显著延缓痴呆症进程。目前美国约700万人受痴呆症困扰,其中670万为阿尔茨海默病患者。
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科学家揭示痴呆症背后的隐秘大脑触发机制

科学家们已确定痴呆症发展过程中的一个新"元凶":来自称为星形胶质细胞的星形脑支持细胞特定区域的自由基。

纽约威尔康奈尔医学院的研究人员将研究重点放在线粒体上,线粒体是星形胶质细胞和其他细胞中的微小结构,负责吸收食物中的营养物质并将其转化为化学能。

虽然线粒体创造了身体功能所需的大部分能量,但它们也会释放活性氧(ROS),即通常被称为自由基的分子。在正常水平下,ROS有助于调节基本的细胞功能,但过度或不合时宜的产生可能会损害细胞。

在患病的星形胶质细胞中,外部触发因素,如炎症分子或与阿尔茨海默病相关的淀粉样β蛋白,导致线粒体的特定部位在错误的时间和地点过度产生ROS。

当研究团队向模拟额颞叶痴呆的小鼠施用一种名为S3QEL的化合物时,星形胶质细胞的活性降低,整个大脑的炎症信号减弱,并且与痴呆症相关的tau蛋白减少。

值得注意的是,即使在痴呆症状已经出现后才开始治疗,这些效果仍然显现。

研究团队还报告说,食用添加了实验性治疗药物的食物的小鼠比食用不含S3QEL的标准食物的小鼠寿命更长。

这一过程具有高度针对性。它涉及在细胞线粒体的特定位置激活自由基的特定信号,导致一组特定蛋白质受损。

新研究将焦点从清除神经元中的有毒蛋白转向平息过度活跃的脑支持细胞,作为一种有希望的新治疗策略

研究人员通过将药物混入小鼠的特殊食物或注射的方式给药。然后,他们对易患痴呆症的小鼠进行了数月的治疗。为了观察药物是否有效,他们寻找了关键变化。

他们测试了小鼠的行为,如运动和协调能力,以观察其症状是否有所改善。他们还在小鼠死亡后在显微镜下检查了它们的大脑,寻找炎症和有害蛋白的迹象。

研究表明,每日花费仅几美分的药片与降低痴呆症风险相关

同时,他们在实验室中对从基因改造幼鼠提取的脑细胞(包括神经元、星形胶质细胞和小胶质细胞)进行了实验。

他们培育了基因上能够绕过CIII的小鼠。然后,他们采集了它们大脑中星形胶质细胞的培养样本。

研究团队旨在证明他们的发现特别归因于星形胶质细胞中的复合体III(CIII)通路,即线粒体内的特定过程,其中复合体III产生有害自由基,损害大脑和其他身体细胞中的星形胶质细胞。

S3QEL化合物专门设计用于靶向线粒体内的这一通路,希望降低自由基的产生。

研究发现,星形胶质细胞释放的有害自由基会激活已知驱动脑炎症的基因。

图表显示,接受治疗的患病小鼠[tauP301S (120)和tauP301S (240)]相比接受标准食物[tauP301S]的小鼠具有生存优势。接受治疗的健康小鼠[NTG (120)和NTG (240)]相比未接受治疗的同类[NTG (0)]也显示出生存率的提高

但当他们施用实验性化合物时,这种反应减弱了,类似于调低立体声的音量旋钮。

随后,研究团队用S3QEL或安慰剂治疗患病小鼠,并在数周内进行了一系列测试,评估它们的运动、协调性和整体活动水平,以观察治疗是否改善了它们的日常功能和症状。

患病小鼠被抓住尾巴时腿部会出现异常卷曲,这是运动控制不良的反射,但药物减轻了这一现象。

当小鼠被实施人道安乐死后,研究人员发现,接受治疗的小鼠大脑中的炎症标志物水平较低,激活的小胶质细胞(中枢神经系统的免疫细胞)也较少。

它们的有毒tau蛋白也较少,这些蛋白被认为在阿尔茨海默病的发展中起主要作用。

在健康脑细胞中,tau有助于稳定内部结构。但在痴呆症病例中,它们会脱离并聚集在神经元内部形成有毒缠结,最终导致神经元死亡。

在另一组未实施安乐死的小鼠中,接受治疗的小鼠寿命也比接受安慰剂的同类长17%至20%。

通讯作者亚当·奥尔博士表示:"这项研究真正改变了我们对自由基的看法,并开辟了许多新的研究途径。"

目前,大多数阿尔茨海默病的治疗方法直接针对神经元中的标志性蛋白,包括tau蛋白和淀粉样斑块。

但威尔康奈尔的最新发现首次确定了一个新靶点——过度活跃的星形胶质细胞。

他们认为,对这种神经退行性疾病的治疗可能不仅涉及清除神经元中多余的tau等"废物",还涉及平息允许损伤进展的炎症。

虽然开发和测试用于人类的药物还需要数年时间,但这项工作指向了一个未来:痴呆症可以通过有针对性的、耐受性良好的药物进行管理,从而减缓疾病的毁灭性进程。

他们的试验结果发表在《自然·代谢》期刊上。

据估计,有七百万美国人患有痴呆症。其中约670万病例为阿尔茨海默病痴呆。

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