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喬治亞州奧古斯塔(2016年8月29日)——膜泡,腦細胞用來收集淀粉樣蛋白的充滿液體的小泡,是阿爾茨海默氏癥的一個標志,據(jù)報道這促進了疾病的發(fā)生發(fā)展。
減少這些被稱之為外泌體的膜泡的產(chǎn)生,有助于減少淀粉樣蛋白和脂質(zhì)積累,延緩病情的發(fā)展和保護認知能力,奧古斯塔大學(xué)喬治亞醫(yī)學(xué)院(Medical College of Georgia, MCG)的科學(xué)家們在The Journal of Neuroscience雜志報道。
當遇到淀粉樣蛋白時,星形膠質(zhì)細胞,大腦富含的一種細胞,用來支持神經(jīng)元細胞,就開始生產(chǎn)外泌體,捕捉并中和淀粉樣蛋白,該研究工作的通訊作者喬治亞醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)與再生醫(yī)學(xué)系神經(jīng)科學(xué)家Erhard Bieberich博士。
“如果星形膠質(zhì)細胞被淀粉樣蛋白包圍,就會觸發(fā)一個侵略性的反應(yīng),”他說。而另一方面,快樂的星形膠質(zhì)細胞不會大量分泌外泌體。
像極了一個垃圾填埋場,當這種含淀粉樣蛋白的生物囊堆積過多時問題就來了。由于這樣大的體積且如此臨近神經(jīng)元,外泌體開始干擾神經(jīng)元的溝通和營養(yǎng),神經(jīng)細胞功能逐漸發(fā)生障礙,并最終死亡,這與疾病發(fā)展的場景很相符,Bieberich說。
MCG的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在阿爾茨海默氏癥的動物模型中,由星形膠質(zhì)細胞分泌的外泌體加速β淀粉樣蛋白的形成并抑制它被清除。鞘磷脂酶缺陷的雄性小鼠斑塊和外泌體的產(chǎn)生減少,產(chǎn)生更少的神經(jīng)酰胺且認知測試表現(xiàn)較好。
雌性小鼠并沒有獲得類似的表型,原因還不清楚,Bieberich說,并指出,其實老年癡呆癥往往在女性中發(fā)病率更高。他的早期工作表明,雌性小鼠中響應(yīng)于升高的神經(jīng)酰胺水平具有較高水平的抗體,進一步促進了該疾病的發(fā)展。
他的新工作提供了第一個證據(jù)表明,不會產(chǎn)生過多外泌體的小鼠腦細胞可免于過度的斑塊堆積。抑制外泌體分泌的藥物可能是一種有效的阿爾茨海默氏癥的治療劑,Bieberich說。目前抑制斑塊形成的策略都沒有成功,研究人員在報道中說。
“我們清楚地表明,鞘磷脂酶是神經(jīng)酰胺形成、外泌體形成以及斑塊形成的原因,”Bieberich說。他和他的團隊已經(jīng)在篩選可能抑制鞘磷脂、最終抑制神經(jīng)酰胺和外泌體的產(chǎn)生的藥物。
大腦內(nèi),神經(jīng)酰胺是細胞膜的重要成分,在外泌體形成過程中過多聚集,與淀粉樣蛋白結(jié)合而具破壞性,并最終大量聚集。事實上,MCG科學(xué)家在小鼠大腦中無鞘磷脂酶抑制的情況下觀察到神經(jīng)酰胺和淀粉樣蛋白聚集在一起,這進一步暗示了外泌體與淀粉樣蛋白的密切聯(lián)系。
Bieberich和他的團隊已經(jīng)在尋找外泌體之外的觸發(fā)物,如炎癥產(chǎn)生的免疫細胞因子以及身體的創(chuàng)傷。神經(jīng)酰胺水平已被提議作為阿爾茨海默早期的生物標記物,因為有證據(jù)表明在阿爾茨海默癥病人血液中存在淀粉樣蛋白陽性的外泌體。
參考文獻:
Dinkins, M. B., et al. (2016). "Neutral Sphingomyelinase-2 Deficiency Ameliorates Alzheimer's Disease Pathology and Improves Cognition in the 5XFAD Mouse." J Neurosci 36(33): 8653-8667.