由阿尔茨海默病引起的痴呆通常被定义为脑细胞中积累的物质——破坏记忆的粘性斑块和缠结纤维。
但这种解释从未完全说明为什么有些人出现相同的脑损伤却仍能思维清晰。
新研究指向了不同的答案。科学家现在不再只关注疾病存在程度,而是研究脑细胞如何对疾病做出反应——以及为什么有些细胞似乎能够抵抗其影响。
脑细胞中发现的痴呆线索
在大脑的记忆中心——海马体中,这些类似年轻的细胞出现在有无痴呆的老年受试者中,这一发现与记忆丧失的核心区域相关联。
荷兰神经科学研究所(NIN)的埃夫根尼娅·萨尔塔(Evgenia Salta)通过检查这些组织,直接将保存完好的细胞程序与抵抗痴呆的个体保持思维能力联系起来。
这些细胞并未随着年龄或疾病而消失。相反,它们在维持修复、生存和低炎症活动的强度上表现出差异。
这种对比为发现设定了界限,指出细胞行为是关键因素,并提出了关于这些程序如何维持或丢失的问题。
脑细胞不会停止变化
多年来,科学家们一直在争论成年神经发生,即儿童期后新脑细胞的产生,因为一些人类证据表明这种现象极为罕见。
其他研究则报告了在老年人的记忆组织中存在年轻脑细胞,即使在衰老过程中也是如此,这让该领域保持开放。
萨尔塔团队没有直接证明新细胞的产生,但他们在每个捐赠者组中都发现了未成熟神经元——类似年轻的脑细胞。
这些细胞在非常年老的大脑中得以存活,使它们变得重要,即使它们的确切出生日期仍不确定。
尽管脑损伤仍具抵抗力
阿尔茨海默病的损伤可能包括粘性蛋白质沉积物和扭曲的纤维,随着时间推移削弱脑细胞间的通信。
独立研究发现,大约相同比例的老年人携带阿尔茨海默病特征但没有认知障碍。
"大约30%患上阿尔茨海默病的老年人从未经历其症状,"萨尔塔说。
对家庭而言,这一差距将脑部病理与实际疾病分开,使保护机制成为核心。
行为比细胞数量更重要
在比较捐赠者组后,细胞计数并未像研究人员预期的那样清晰地解释恢复力。
有恢复力的捐赠者拥有开启与生存、修复和更平静炎症相关基因的未成熟神经元——这是一种否则会损伤组织的免疫反应。
严重阿尔茨海默病痴呆症显示出相同类型的细胞失去不成熟信号,而与压力相关的活动增加。
因此,关键线索变成了细胞行为,而非简单地增加或减少类似年轻的神经元。
细胞表现得生物学上更年轻
基因活性使未成熟神经元在相同组织中看起来比附近的成熟神经元生物学上更年轻。
它们携带更强的DNA修复信号(修复受损遗传物质的过程)和能量产生信号。
一些标记物也与出生前的脑细胞不同,表明成年细胞已适应较老的大脑环境。
这种混合状态留下疑问:这些细胞是新出生的、成熟缓慢的,还是承担了不同的修复角色。
脑信号保持活跃
具有恢复力的大脑还在记忆区域中保存了未成熟神经元与邻近脑细胞之间更多的通信。
这些信息涉及对髓鞘的支持,髓鞘是一种帮助神经信号有效传输的脂肪涂层。
其他信号指向抗炎活动和生长支持,帮助神经元在压力下存活。
通信之所以重要,是因为孤立的修复细胞无法单独保护更大的记忆网络。
痴呆破坏脑细胞保护
在阿尔茨海默病痴呆中,保护模式在脑细胞完全从采样的记忆组织中消失之前就减弱了。
严重病例在相同类似年轻的细胞中显示出较低水平的clusterin(一种与细胞保护相关的蛋白质)。
另一种与生存相关的蛋白质prosaposin在具有恢复力的脑细胞中比在严重痴呆症患者中表现得更强。
这些模式指向了在细胞内部及其向邻近细胞的信号中起作用的保护机制。
结果显示出谨慎的希望
死后捐赠的组织可以显示细胞在临死前的活动,但无法证明因果关系。
该团队无法观察未成熟神经元修复活组织或追踪每个细胞的出生时间。
"我们根据数据假设细胞的功能,但在这类研究中无法确认,"萨尔塔说。
这一局限使发现很重要,但尚未准备好指导有记忆症状人群的治疗。
未来工作聚焦更明确
NIN和其他实验室的未来实验将需要活体模型来展示未成熟神经元如何与免疫和支持细胞互动。
人类干细胞培养——用于模拟组织的实验室培养细胞——可以测试候选基因是否影响生存、炎症或信号传递。
更大的捐赠者群体可能会揭示性别、遗传或疾病阶段是否改变恢复力程序。
在研究人员证明增强这些程序能安全改善记忆之前,药物想法将保持推测性。
脑恢复力逐渐成形
现在,恢复力看起来不像是偶然,而更像是脆弱记忆组织继续对损伤做出反应的一种主动状态。
理解这种反应可以指导保护脑功能的努力,而不将阿尔茨海默病简化为单一原因。
该研究发表在《Cell Stem Cell》期刊上。
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