這一突破成果得益于腦成像技術的發展——正電子發射電腦斷層掃描(PET)技術的發展讓科學家們能夠觀察患者的大腦(不再依賴於解剖已去世患者的大腦)。
劍橋大學的科學家們借助于PET技術分析了17名阿爾茲海默症患者的大腦, 找到了Tau蛋白在大腦不同區域內傳染的證據。 相關研究成果發表在最新一期的《Brain》雜誌。
關於Tau蛋白的假設
已有研究表明, 這一神經退行性疾病與兩種在大腦中異常累積的蛋白有關:Tau蛋白和β-澱粉樣蛋白(Aβ)。 最主流的推斷是:β-澱粉樣蛋白最先累積, 引發神經元突觸功能障礙、Tau蛋白過度磷酸化和繼發炎性反應, 導致神經元變性死亡, 從而吞噬記憶、認知等功能。
科學家們一直在猜測Tau蛋白在大腦中出現的細節, 有3個假設:
1)“跨神經元傳播”(transneuronal spread)假說:Tau蛋白在一個位置累積, 隨後擴散到其他腦區域, 引發連鎖反應。 這一推測最有利的說明是一項以小鼠為模型的研究——當小鼠被注入異常的人Tau蛋白,
2)“代謝脆弱”(metabolic vulnerability)假說:Tau蛋白在神經細胞內產生(並不傳播), 但是不同細胞對該蛋白的敏感度不同(新陳代謝需求不同), 從而造成不同的影響。
3)“營養支持”(trophic support)假說:Tau蛋白不傳播, 但是一些大腦區域比其他區域更容易受其傷害, 這主要與營養缺乏或者基因表達模式有關。
有科學家對第一個推測提出質疑, 因為小鼠研究中注射的Tau蛋白量遠遠超出正常癡呆患者大腦內的致病蛋白量。 而且, 科學家們認為, 蛋白質在小鼠大腦中會快速傳播, 但是在人類大腦中傳播較慢。 但是, 一直未有定論。
新發現作證假設
來自劍橋大學臨床神經科學專家James Rowe教授和團隊找到了答案——在研究了阿爾茲海默症患者大腦內部的功能聯繫,
文章第一作者Thomas Cope認為, 這一發現意味著, Tau蛋白會伴隨著功能相連的神經元而擴散開, 並逐層累積到週邊。 這一傳播方式類似於流感病毒, 病毒最先傳染的是病人身邊的人, 隨後再傳遞給其他有過接觸的人。
Tau蛋白最初出現于AD患者大腦的內嗅皮質區, 位於海馬區(主管記憶功能)旁邊。 這或許是癡呆患者最先出現記憶衰退的原因。 而且, Tau蛋白會在大腦中傳播, 感染和破壞神經細胞, 導致患者的症狀越來越嚴重。
在阿爾茲海默症患者大腦中, Tau蛋白的傳播比較隨機, 這或許可以解釋患者為什麼會出現記憶、認知混亂的症狀。
參考資料: