破解阿爾茨海默病致病機(jī)制的第一步!腦部單細(xì)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(jī)會(huì)比較正常人與阿爾茨海默病患者的大腦,你不會(huì)錯(cuò)過兩者之間的差異——嚴(yán)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(huì)出現(xiàn)許多的間隔。這種大腦萎縮,源于大腦外層皮質(zhì)細(xì)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(gè)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(xì)胞圖譜的研究,或許會(huì)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(xué)家仍舊不知道引起阿爾茨海默病的生物學(xué)機(jī)制。過去數(shù)十年,科學(xué)家認(rèn)為大量的淀粉樣蛋白積累所形成的斑塊會(huì)對(duì)大腦神經(jīng)細(xì)胞造成破壞,進(jìn)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(xué)家為主的團(tuán)隊(duì)打算回歸基礎(chǔ),以識(shí)別單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞與其他腦部細(xì)胞在阿爾茨海默疾病進(jìn)程的改變開始,希冀最終能夠開發(fā)保護(hù)避免神經(jīng)細(xì)胞死亡的靶向療法。

在這個(gè)被稱為是西雅圖阿爾茨海默病腦細(xì)胞圖譜(SEA-AD)的項(xiàng)目當(dāng)中,科學(xué)家收集了來自84位腦部捐贈(zèng)者,總共達(dá)120萬個(gè)神經(jīng)細(xì)胞的分子與細(xì)胞學(xué)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(xì)胞。研究人員借由對(duì)健康腦細(xì)胞進(jìn)行基礎(chǔ)的細(xì)胞類別分析,以作為來自阿爾茨海默病患者神經(jīng)細(xì)胞的對(duì)照。在第一階段所公布的研究數(shù)據(jù)當(dāng)中,研究人員主要專注于一個(gè)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(shí)會(huì)受到影響。

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


通過對(duì)單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行RNA測序以及其他單細(xì)胞測試,此團(tuán)隊(duì)對(duì)腦部區(qū)域建立高解析度、高度量化的神經(jīng)病理學(xué)分析??茖W(xué)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(xì)胞特別容易受到破壞(這些細(xì)胞的功能類比于高速公路而非一般街道),這些細(xì)胞是腦部負(fù)責(zé)較為復(fù)雜認(rèn)知功能的區(qū)域。而這一特殊神經(jīng)細(xì)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(xué)習(xí)的認(rèn)知功能??茖W(xué)家們也發(fā)現(xiàn)一部分非神經(jīng)類腦細(xì)胞比例的增加,其中包含像是腦部免疫細(xì)胞的小膠質(zhì)細(xì)胞(microglia)。

“我們現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些專有的神經(jīng)細(xì)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(xì)胞消失的原因?yàn)楹??”來自艾倫研究所的Kyle Travaglini博士說道,“我們的愿景是識(shí)別那些脆弱的細(xì)胞群體,并開發(fā)相對(duì)應(yīng)的療法以保護(hù)它們避免死亡。要達(dá)成這個(gè)目標(biāo),我們首先必須了解造成這些神經(jīng)細(xì)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