科学家认为,导致阿尔茨海默氏症认知能力下降的主要罪魁祸首之一是淀粉样β蛋白,它们聚集在一起并破坏大脑的突触连接,但它们如何进行这种退化仍不清楚。
一项新研究为这一现象提供了令人信服的新思路,作者展示了这些有毒物质如何瞄准突触的致命弱点,更好的消息是,我们可能会知道退化如何被阻止。
加州大学(UC)圣地亚哥分校的神经生物学家专注于一种主要类型的突触,称为谷氨酸能突触。
在大脑发育过程中,这些突触被称为平面细胞极性(PCP)通路的强大信号通路拼凑在一起,其中包括称为Celsr3和Vangl2的信号成分。
它们协调工作,分别稳定和分解突触,以保持它们的数量处于健康水平。
科学家们探索了淀粉样蛋白β的存在如何影响这些作用,并在患阿尔茨海默氏症的小鼠上进行了实验,显示了淀粉样蛋白β寡聚体如何与Celsr3结合。
这为Vangl2更容易分解突触扫清了道路,随后从神经元中去除Vangl2证明剥夺了淀粉样蛋白β破坏突触的能力。
该研究的作者邹益民教授说:“这好像β淀粉样蛋白早就发现了我们突触的致命弱点。”
研究人员随后将注意力转向PCP通路的另一个关键成分Ryk,它在介导突触分解方面的功能与Vangl2非常相似。
科学家们使用特殊抗体阻断了Ryk的功能,并发现这也阻止了淀粉样蛋白β蛋白引起的突触退化。
在患阿尔茨海默氏症的小鼠模型中,敲除Ryk基因和施用Ryk阻断抗体都保护了突触并保留了认知功能。
邹益民教授说:“由于淀粉样蛋白β病理和突触丢失通常发生在阿尔茨海默病的早期阶段,甚至在检测到认知能力下降之前,早期干预,例如恢复PCP通路的再平衡,可能对阿尔茨海默病患者有益。
Ryk抗体也被证明可以有效抑制阿尔茨海默氏症中出现的一些神经炎症迹象,尽管其背后的确切机制尚不清楚。
无论如何,科学家们认为这些结果表明PCP可以证明是保护阿尔茨海默病和其他潜在疾病中突触丧失的重要目标。
邹益民教授说:“这一发现可能适用于一般的突触变性,因为PCP成分可能是介导其他神经退行性疾病(如帕金森病和肌萎缩侧索硬化症(LouGehrig病))突触丧失的直接突触靶标。