美国斯克里普斯研究所和ModGene LLC的一项意外研究结果可能彻底改变科学家对阿尔茨海默病的认识。研究发现,大脑中淀粉样蛋白斑块沉积的根源可能不在大脑,而在肝脏。这一发现为阿尔茨海默病的预防和治疗提供了一种相对简单的方法。该项研究发表在《神经学研究杂志》网络版上。
科学家通过阿尔茨海默病小鼠模型,寻找影响大脑中淀粉样蛋白沉积数量的基因,结果发现三种基因对大脑中淀粉样蛋白积累和沉积具有保护作用,且每种基因在肝脏中均有低水平表达,从而保护小鼠大脑。其中一种基因编码早老素,该蛋白被认为与人类阿尔茨海默病发病相关的细胞膜蛋白。领导这项研究的格雷格·萨克利夫教授表示:“这一意外发现有望找到治疗阿尔茨海默病的新方法,这将从很大程度上简化阿尔茨海默病的治疗和预防。”
美国约有510万阿尔茨海默病患者,其中近一半为85岁以上老人。除非科学发现有效的预防和治疗方法,否则到2050年,65岁以上患者将达1100至1600万。该病不仅给患者带来痛苦,医疗费用也极为庞大。阿尔茨海默病学会报告显示,若无有效治疗方法,2010至2050年累计医疗费用将超过20万亿美元。
遗传研究新发现:为揭开阿尔茨海默病之谜,萨克利夫及其合作者过去几年对不同小鼠品系在神经性疾病敏感性上的遗传差异进行了研究,并通过测量mRNA建立了大型组织基因活性数据库。这些数据为区分疾病修饰基因层次提供了特征图。研究建立在凯斯西储大学之前发现的基础上,该校研究人员绘制了修饰转基因阿尔茨海默病小鼠大脑β-淀粉样蛋白积累的三种基因。萨克利夫利用B6和D2小鼠杂交,对500多个子代进行研究,并编写计算机程序识别遗传差异,进行回归分析。研究建立了基因型差异与40个纯系小鼠特殊组织中25000余种基因mRNA数量的关系,并在10种组织中重复验证,包括肝脏。
萨克利夫说:“这项研究的一个重要方面是学会了向大型数据库寻找答案,收集识别可遗传修饰基因的信息。我们发明了一种新的识别修饰基因的方法,所有步骤整合后可自动处理。我们认为,无需自己研究转基因小鼠,就能了解其致病作用如何被修饰。”
寻找防病候选基因:萨克利夫的基因研究为凯斯西储大学发现的三种疾病修饰基因找到了候选基因,其中特别感兴趣的一种与人类早期阿尔茨海默病倾向基因相对应。该基因产物——早老素是与β-淀粉样蛋白产生有关的酶复合体的一部分。萨克利夫指出:“没想到早老素的遗传表达在肝脏而非大脑。早老素强烈表达与β-淀粉样蛋白在大脑中累积增多和阿尔茨海默病病理发生有关。”研究结果表明,β-淀粉样蛋白大量聚集可能起源于肝脏,通过血液循环到达大脑。若如此,抑制肝脏β-淀粉样蛋白产生将保护大脑。
为验证假设,研究人员通过更接近自然β-淀粉样蛋白产生环境的野生小鼠进行研究。萨克利夫说:“我们想,如果大脑中的淀粉样蛋白在肝脏产生,然后通过血液传送至大脑,那么所有小鼠都应如此,并且预示人类也会如此。”研究人员给小鼠注射伊马替尼(商品名格列卫),该药用于治疗慢性骨髓性白血病和胃肠肿瘤,能减少β-淀粉样蛋白产生。重要的是,格列卫通过小鼠和人类血脑屏障的能力很差。萨克利夫解释:“由于它不能穿过血脑屏障,我们可以集中研究大脑外淀粉样蛋白的产生和大脑聚集情况。”研究人员每天两次给小鼠注射格列卫,共7天,然后收集血浆和脑组织测量β-淀粉样蛋白含量。结果发现,该药不仅能减少血液中β-淀粉样蛋白数量,还能减少药物无法到达的大脑中的β-淀粉样蛋白数量。这表明大脑中的淀粉样蛋白来自外部,伊马替尼可能成为阿尔茨海默病预防和治疗的候选药物。
关于未来研究,萨克利夫表示希望找到合作伙伴和投资者,共同进行临床试验和药物开发。