立即发布
约翰霍普金斯医学院科学家表示，他们已证实哺乳动物大脑会创建管道网络，将毒素运输进出脑细胞，其运作方式类似于工厂和商店中气动管道来回输送物品的机制。
该实验采用基因工程小鼠和专用成像技术完成，由美国国立卫生研究院资助，并于10月2日发表在《科学》杂志上。科学家指出，这些发现可能深化对阿尔茨海默病及其他神经退行性疾病致病过程的理解，并为潜在新疗法开辟道路。
具体而言，实验中科学家观察到纳米管主要形成于清除神经元内有毒小分子的过程，包括淀粉样蛋白β——一种聚集形成黏性沉积物的蛋白质，这是阿尔茨海默病的典型特征。
“细胞必须清除有毒分子，通过产生纳米管，它们可将这种有毒分子传递给邻近细胞，”约翰霍普金斯大学医学院神经科学副教授、通讯作者郭亨培（Hyungbae Kwon）表示，“遗憾的是，这也导致有害蛋白质扩散至大脑其他区域。”
借助高倍显微镜和神经元活细胞成像技术，科学家观察到脑细胞在树突（即细胞分支状延伸结构）间形成一层长而指状的突起。研究团队指出，这些被称为“树突纳米管”的结构负责在脑细胞间运输微小有害分子。
“这些树突纳米管的细长柱状结构有助于神经元间快速传递信息，”郭亨培解释道，“它们可运输钙离子、其他离子或有毒分子，特别适合向远距离细胞发送信息。”
研究团队报告称，新实验中记录过程的计算模型成功模拟了“早期淀粉样变性”进程，并“揭示了大脑中超越常规脑细胞通信的纳米管连接层”。
郭亨培强调，这些发现有望帮助研究人员更深入理解如何开发针对阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗方法。
实验中，研究者从小鼠正常脑组织提取微小样本，利用高倍显微镜分析神经元内纳米管的功能与结构。新型显微镜技术使约翰霍普金斯科学家得以精细观察纳米管构造，并追踪其在脑细胞间转移物质的过程。
随后，科学家将正常小鼠脑组织样本与基因工程小鼠（设计为发展阿尔茨海默病标志性淀粉样蛋白堆积）样本进行对比。
研究显示，与同龄正常小鼠相比，阿尔茨海默病模型小鼠在3个月大（无症状期）时大脑纳米管数量显著增加；至6个月大时，两类小鼠的纳米管数量逐渐趋于一致。
通过分析人类神经元样本（经许可取自公开电子显微镜数据库），科学家发现纳米管以相似形态在神经元间形成，其构建方式与实验室小鼠完全一致。
郭亨培表示，未来实验将重点探究大脑中除神经元外的其他细胞类型是否存在更大规模纳米管网络。最终团队计划设计实验，通过人工创建纳米管观察其对细胞状态的影响。
“基于此类知识，未来可能实现通过调节纳米管生成来保护大脑，”郭亨培指出，“在设计潜在疗法时，我们可针对纳米管生成机制——根据疾病阶段增加或减少其形成——进行精准干预。”
本研究由美国国立卫生研究院（项目编号DP1MH119428和R01NS138176）资助。
参与研究的其他成员包括约翰霍普金斯大学的闵赫玉（Minhyeok Chang）、莎拉·克吕塞尔（Sarah Krüssel）、朱贤金（Juhyun Kim）、丹尼尔·李（Daniel Lee）、亚历克·梅罗迪奥（Alec Merodio）和郭载荣（Jaeyoung Kwon）；以及日本东京大学的拉克希米·库马尔·帕拉朱利（Laxmi Kumar Parajuli）和冈部茂夫（Shigeo Okabe）。
【全文结束】
