麻省总医院发现大脑沟通新机制能有助于预防老年痴呆症

   2022-03-23
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「我们的研究结果表明,星形胶质细胞和小胶质细胞之间通过 IL-3 的沟通是一种重要的机制,它通过指示小胶质细胞适应保护性的功能来抵御阿尔茨海默病。随着进一步的研究,IL-3 信号传递可能提供一个新的治疗机会来对抗神经系统疾病。」

—— Cameron McAlpine 博士,麻省总医院系统生物学中心

Cameron McAlpine 博士

麻省总医院系统生物学中心研究员

麻省总医院的研究人员在人类和老鼠身上发现了一种特殊的信号分子,可以帮助改变炎症和免疫系统,从而预防阿尔茨海默氏症。这项研究成果发表在《Nature》期刊上。

「当神经元开始死亡时,就会出现与阿尔茨海默病相关的认知能力下降。」该论文的共同第一作者,麻省总医院系统生物学中心首席研究员 Filip Swirski 博士解释说:「神经元的死亡可能是由不当的免疫反应和过度的神经炎症或大脑中的炎症引起的,这些炎症是由高水平的淀粉样 β 沉积物和 tau 缠结物触发的,是阿尔茨海默病的两个标志。」

「一旦神经元开始越来越多地死亡,称为小胶质细胞和星形胶质细胞的脑细胞(通常培育的细胞可以清理碎片)就会被激活,导致神经炎症,试图保护大脑。

它们在进化过程中被设定为消灭大脑中有过多神经细胞死亡的某一区域,因为这可能是由于感染造成的,必须阻止其蔓延。」论文共同第一作者、麻省总医院神经病学副主任兼 Henry and Allison McCance 健康中心联合主任 Rudolph Tanzi 博士解释道。

Rudolph Tanzi 博士

麻省总医院神经病学副主任兼 Henry and Allison McCance 健康中心联合主任

在阿尔茨海默病的情况下,淀粉样 β 沉积和 tau 缠结带来的神经元细胞死亡激活了这种反应。Tanzi 博士表示:「随着神经炎症的发生,细胞死亡的数量至少比斑块和缠结造成的死亡高 10 倍。」

事实上,如果没有神经炎症的诱导,就不会有痴呆症的症状。我们从 ' 适应性 ' 大脑中知道这一点,在这种情景中,一个人的大脑中有很多斑块和缠结,但到死亡时都没有症状,因为他们的神经炎症很少甚至没有。"

Tanzi 提供了一个类比,指出淀粉样蛋白 β 是点燃 tau 缠结蔓延的 " 火柴 ",但只有当它通过小胶质细胞和星形胶质细胞激活的神经炎症导致越来越多的,以致 " 森林火灾 " 时,人们才会因失去足够的神经元从而遭受认知能力下降和痴呆症。

发表在《Nature》期刊上的这项新研究显示,星形胶质细胞的一个亚群实际上通过释放一种叫做白细胞介素-3(IL-3)的分子来灭火,然后将杀伤性的小胶质细胞转化为培育性的和保护性的细胞,不再消灭神经元,而是专注于清理淀粉样 β 沉积和 tau 缠结。

Swirski 博士表示:「了解到星形胶质细胞通过 IL-3 与小胶质细胞交流,并帮助它们降低阿尔茨海默病的严重程度,可能有重要的临床意义。我们现在可以考虑如何利用 IL-3,不仅帮助遏制阿尔茨海默病中大部分神经细胞死亡的神经炎症,而且诱使小胶质细胞再次承担起清除沉积物和缠结物的有益任务,而这些沉积物和缠结是阿尔茨海默病的起始病理学。」

「在大脑中发现 IL-3 是令人惊讶的,」论文第一作者,时任系统生物学中心讲师的 Cameron McAlpine 博士表示:「我们的研究结果表明,星形胶质细胞和小胶质细胞之间通过 IL-3 的沟通是一种重要机制,它通过指示小胶质细胞适应保护性的功能来抵御阿尔茨海默病。随着进一步的研究,IL-3 信号传递可能提供一个新的治疗机会来对抗神经系统疾病。」

编辑: dxy_eacjf9u9    来源:麻省总医院

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