阿爾茨海默病的關鍵可能是一種蛋白質的缺乏

2021-01-14 08:35

休斯頓得克薩斯大學健康科學中心(UTHealth)的最新研究表明,大腦中缺乏一種能夠隨著年齡增長而保持組織健康的蛋白質與阿爾茨海默病有關。

《UTHealth》官網1月12日消息

根據發表在《分子精神病學》(Molecular Psychiatry)雜志上的這篇論文,通過臨床干預,早期發現白細胞介素33 (IL-33)的缺乏,可以幫助大腦以一種更健康的方式老化,預防退行性疾病。

研究于1月12日發表在《Molecular Psychiatry》(最新影響因子:12．384)雜志上

研究結果表明,白細胞介素-33對清除大腦中的“垃圾”至關重要,可以使細胞在更長時間內保持健康,并有助于隨著時間的推移將損害降至最低。資深作者Yahuan Lou博士說,他是UTHealth牙科學院診斷與生物醫學系的教授。通訊作者Jo?oL． de Quevedo博士是UTHealth麥戈文醫學院的精神病學和行為科學系的教授。

Lou說:“在大腦中,正常的神經元通過丟棄異常蛋白質來修復自身,這類似于清除垃圾。盡管人類的神經元從35歲到40歲左右開始老化,但即使隨著年齡的增長,繼續最大限度地減少器官中積累的‘垃圾’或受損的DNA和蛋白質,可以使神經元保持健康和正常功能。”

在中年時期,大腦中的神經元會加速衰老,從而干擾人體解毒或修復受損的DNA和蛋白質的能力。這被稱為氧化損傷。

Lou說:“沒有這些抗衰老過程,人類神經元在60至65歲時開始死亡或不再正常工作的比率會高得多。”

在大多數患有阿爾茨海默病的人中,癥狀首先會出現在60多歲的年齡,而腦部疾病會慢慢破壞記憶和思維能力,最終破壞執行最簡單任務的能力。

根據疾病控制與預防中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)的估計,2018年有570萬美國人患有阿爾茨海默病。這是65歲及65歲以上成年人的第五大死亡原因,也是所有成年人的第六大死亡原因。

研究作者說,IL-33分子的另一種作用是作為控制劑,并加速大腦中異常蛋白質的排出,這增加了先前對該分子重要性的解釋的研究。

正如Lou所描述的,新發現的機制是大腦中稱為“類淋巴系統”(glymphatic system)的“排污”系統,該系統由圍繞靜脈的微小空間組成,這些空間消除了腦碎片。類淋巴系統的缺陷,即中樞神經系統的廢物清除途徑,將導致與人類阿爾茨海默病有關的異常蛋白質的積累。這項研究揭示了一種叫做水通道蛋白4(aquaporin 4)的分子的重要性,水分子是大腦中的水“泵”,驅使水去除大腦中靠近血管的神經元周圍的廢物。但是,一旦敲除IL-33基因,就不再產生這些小的“泵”。

臨床應用和后續工作

Lou說,當這些機制被破壞時,大腦會加速衰老,從而導致阿爾茨海默病和死亡。由于此過程主要是從中年開始的,因此他建議從成年到老年之間,是檢查IL-33和其他相關生物標志物(例如血液和尿中的那些)的水平的良好時機,以早期診斷阿爾茨海默病。一旦大腦處于退化狀態,扭轉這種損傷就太晚了。

這些篩查可以成為有或沒有退行性疾病史的患者的預防措施。

“對于未來的患者,其腦中廢物增加與IL-33水平降低成反比水平,則需要立即進行干預。這可能包括將IL-33注入血腦屏障以增加類淋巴系統的循環,同時測試大腦中斑塊蛋白的排出是否有效。”

治療的目標是在大腦還年輕的時候保持其健康,以降低大腦退行性疾病的風險并減少大腦的衰老過程。

Lou說:“我們還無法治愈阿爾茨海默病,但是我們可以從一開始就阻止這種疾病的進展,甚至可以預防這種疾病。”

參考文獻

Source:The University of Texas Health Science Center at Houston

Researchers discover lack of a protein could be the key to Alzheimer’s disease

Reference:

Wu, J．, Carlock, C．, Shim, J． et al． Requirement of brain interleukin33 for aquaporin4 expression in astrocytes and glymphatic drainage of abnormal tau． Mol Psychiatry (2021)．

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