肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆(FTD)同属神经退行性疾病谱系,症状重叠,以肌肉萎缩、瘫痪、痴呆及其他严重功能障碍为特征。目前尚无有效疗法。许多患者有一个共同的病理标志:一种名为TDP-43的蛋白质在大脑神经元中聚集,形成微小团块。DZNE(德国神经退行性疾病中心)与乌尔姆大学医院的研究人员,协同国际专家,最新发现这些病理变化主要影响特定细胞。他们的研究成果发表在科学期刊《自然·通讯》上,可能为开发新疗法做出贡献。
在该研究中,由卡琳·丹泽教授领导的研究团队检查了死于ALS、ALS与FTD混合形式患者的脑组织,同时也检查了生前未表现出神经系统症状个体的脑组织。所有样本均取自“运动皮层”,即负责运动控制的大脑区域。研究团队利用先进技术,分析了来自德国、荷兰、苏格兰和美国约80名个体的神经元。
卡琳·丹泽表示:“在ALS以及ALS与FTD的混合形式中,TDP-43沉积物出现在大脑的不同区域。然而,运动皮层与运动障碍尤为相关,因此我们将重点放在该区域。”她是DZNE乌尔姆站点及乌尔姆大学医院的研究团队负责人。
研究人员发现,该区域并非所有神经元都受到同等影响。“蛋白质聚集体主要出现在兴奋性细胞内,即负责传递和放大神经信号的神经元。这些细胞似乎对疾病特别敏感。这种现象被称为选择性脆弱性,在该领域早已为人所知。此外,在受影响的神经元内,我们发现了五个亚群。每个亚群都以特定方式受到疾病影响。”丹泽解释道。
疾病机制
该发现基于受影响神经元的“转录组”。这种分子指纹提供了关于受影响细胞中哪些基因正在活跃的信息,因此能够区分不同细胞中的病理过程。基于此特征,研究人员还识别出了细胞类型特异性的变化。丹泽说:“我们的数据提供了对疾病机制的洞察,从而指出了可能的治疗靶点。例如,可以观察到某些基因的活性如何根据细胞类型而改变。并非所有神经元都受到同等影响的观察结果提示,未来的疗法需要针对特定细胞类型进行定制,才能有效对抗疾病。”
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