破解阿爾茨海默病致病機制的第一步!腦部單細胞圖譜分析初步結(jié)果公布

以下文章來源于:藥明康德

如果你有機會比較正常人與阿爾茨海默病患者的大腦,你不會錯過兩者之間的差異——嚴重的阿爾茨海默病患者的腦部明顯地小許多,而且許多在正常情況下應(yīng)該相互連接的部位,會出現(xiàn)許多的間隔。這種大腦萎縮,源于大腦外層皮質(zhì)細胞死亡或失去相互連接。目前仍沒有人知道引發(fā)此病變的確切原因,更無人曉得該如何阻止或改變這個情形。但最近由位于華盛頓州西雅圖市的艾倫研究所(Allen Institute)所領(lǐng)導(dǎo),建立高解析度腦細胞圖譜的研究,或許會為此情形帶來轉(zhuǎn)折性的改變


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阿爾茨海默病是造成癡呆癥最常見的原因,在美國有600萬阿爾茨海默病患者,但目前為止科學家仍舊不知道引起阿爾茨海默病的生物學機制。過去數(shù)十年,科學家認為大量的淀粉樣蛋白積累所形成的斑塊會對大腦神經(jīng)細胞造成破壞,進而引起的腦功能受損是造成此疾病的主因。然而許多靶向此類斑塊的療法在臨床上的成效卻不顯著,因此以艾倫研究所科學家為主的團隊打算回歸基礎(chǔ),以識別單個神經(jīng)細胞與其他腦部細胞在阿爾茨海默疾病進程的改變開始,希冀最終能夠開發(fā)保護避免神經(jīng)細胞死亡的靶向療法。

在這個被稱為是西雅圖阿爾茨海默病腦細胞圖譜(SEA-AD)的項目當中,科學家收集了來自84位腦部捐贈者,總共達120萬個神經(jīng)細胞的分子與細胞學相關(guān)信息。這其中包含了來自正常的年輕腦部、正常衰老患者的腦部,以及處于阿爾茨海默病不同階段患者腦部的細胞。研究人員借由對健康腦細胞進行基礎(chǔ)的細胞類別分析,以作為來自阿爾茨海默病患者神經(jīng)細胞的對照。在第一階段所公布的研究數(shù)據(jù)當中,研究人員主要專注于一個被稱之為顳中回(middle temporal gyrus)的腦皮質(zhì)區(qū)域,此區(qū)域大約在阿爾茨海默病病程中期時會受到影響。

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研究人員展示捐贈的大腦組織被切成組織切片,用于實驗研究(圖片來源:CREDIT Erik Dinnel,Allen Institute)


通過對單個細胞進行RNA測序以及其他單細胞測試,此團隊對腦部區(qū)域建立高解析度、高度量化的神經(jīng)病理學分析。科學家們發(fā)現(xiàn),在阿爾茨海默病患者中,在皮質(zhì)上建立長距離連接的神經(jīng)細胞特別容易受到破壞(這些細胞的功能類比于高速公路而非一般街道),這些細胞是腦部負責較為復(fù)雜認知功能的區(qū)域。而這一特殊神經(jīng)細胞的發(fā)現(xiàn)也與臨床上所觀察到阿爾茨海默病的表型相呼應(yīng)——患者為主要喪失像是記憶、語言與學習的認知功能??茖W家們也發(fā)現(xiàn)一部分非神經(jīng)類腦細胞比例的增加,其中包含像是腦部免疫細胞的小膠質(zhì)細胞(microglia)。

“我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些專有的神經(jīng)細胞群體在此疾病中的消失,但現(xiàn)在的大問題是造成這些細胞消失的原因為何?”來自艾倫研究所的Kyle Travaglini博士說道,“我們的愿景是識別那些脆弱的細胞群體,并開發(fā)相對應(yīng)的療法以保護它們避免死亡。要達成這個目標,我們首先必須了解造成這些神經(jīng)細胞死亡的原因。”


參考資料: 

[1] Cell by cell, scientists are building a high-resolution map of brain changes in Alzheimer's disease. Retrieved August 2, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/960160