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美发现阿尔茨海默病起因在肝脏

时间:2011-03-12 16:33来源:来源: 每日科学 作者: 点击: 83次
  研究发现,大脑中淀粉状蛋白斑块沉积的原因不在大脑,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。

  美国斯克里普斯研究所和ModGene LLC的意外研究结果,可能完全改变科学家对阿尔茨海默病的认识。研究发现,大脑中淀粉状蛋白斑块沉积的原因不在大脑,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3日出版的《神经学研究杂志》网络版上。

  科学家通过阿尔茨海默病小鼠研究寻找影响大脑中淀粉状蛋白沉积数量的基因,结果发现有3种基因对大脑中淀粉状蛋白积累和沉积有保护作用,每一种基因在肝脏中均有低程度表达以保护小鼠的大脑。其中一种基因是编码早衰蛋白的。该蛋白被认为是一种与人类阿尔茨海默病发病有关的细胞膜蛋白。“这一意外发现有望找到治疗阿尔茨海默病的新方法。”领导这项研究的格雷格•萨克利夫教授说。“这将从很大程度上简化阿尔茨海默病的治疗和预防。”

  美国患阿尔茨海默病的人大约在510万,其中近一半是85岁以上老人。除非科学发现有效预防和治疗这种疾病的方法,否则到2050年患此病的65岁以上人将达1100~1600万。该病除了对患者造成痛苦外,花费也是个未知数。阿尔茨海默病学会的最新报告显示,在没有一种有效治疗方法情况下,对阿尔茨海默病患者的累计医疗费用从2010~2050年将超过20万亿美元。

  遗传研究新发现   为了揭开阿尔茨海默病之谜,萨克利夫和他的合作者过去几年对不同小鼠种类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建立起了大型的有关各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。萨克利夫的研究建立在过去的研究发现之上。几年前,凯斯西储大学的研究人员绘制出了修饰转基因阿尔茨海默病小鼠大脑β淀粉状蛋白累积的3种基因,这三种基因涉及一个较大的染色体区域,每个区域含有数百种基因。凯斯西储大学的科学家利用B6和D2小鼠杂交,对500多个子代进行了研究。利用上述研究结果,萨克利夫将他的基因数据库用在了阿尔茨海默病小鼠的研究上,从中寻找B6和D2小鼠与疾病敏感性不同有关的基因。这项研究包括要编写识别B6、D2小鼠基因组中遗传差异的计算机程序,随后还要对每种不同基因进行相关数学分析(回归分析)。研究建立了基因型不同(B6或D2)与40个纯系小鼠特殊组织中25000余种基因所产生的mRNA数量上的关系。这些关系在10种组织中重复了10次,其中包括肝脏。

  “这项研究的一个重要方面是学会了向大型数据库寻找问题答案,从中收集有关识别可遗传修饰基因的信息。”萨克利夫说。“这是一种新的、从某种意义上说突破性研究:我们发明了一种新的识别修饰基因的方法,把所有步骤放在一起它就会自动处理。我们认为,我们可以不用自己研究转基因小鼠就可以知道转基因小鼠的致病作用是怎样被修饰的。”

  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3种疾病修饰基因找到了相对的候选基因,其中研究人员特别感兴趣的一种候选基因是与人类有早期发生阿尔茨海默病倾向基因相对应的基因。“这种基因的产物—早衰蛋白是与β淀粉状蛋白产生有关的酶复合体的一部分。”萨克利夫说。“没想到的是,早衰蛋白的遗传表达是在肝脏中,而不是在大脑。早衰蛋白强烈表达与β淀粉状蛋白在大脑中累积增多和阿尔茨海默病病理发生有关。” 这一研究结果表明,β淀粉状蛋白的大量聚集有可能起源于肝脏,通过血液循环到达大脑。如果如此,抑制肝脏β淀粉状蛋白的产生将会保护大脑。

  为了验证这一假设,研究人员通过更接近自然β淀粉状蛋白产生环境的野生小鼠进行了研究。“我们想,如果大脑中的淀粉状蛋白是在肝脏中产生,然后通过血液传送到大脑,那么在所有小鼠中都会是这种情况。”萨克利夫说。“并且预示着人类也会如此。” 研究人员给小鼠注射了伊马替尼(商品名格列卫)。这是当前治疗慢性骨髓性白血病和胃肠肿瘤相对较新的药物。该药能减少被淀粉状前体蛋白(APP)转染的神经母细胞瘤细胞和这些被转染细胞提取液中β淀粉状蛋白的产生。重要的是格列卫通过小鼠和人类大脑屏障的能力很差。“该药的这种特性恰好是我们选择它的原因。”萨克利夫解释说。“由于它不能穿过血脑屏障,我们就可以把注意力集中在大脑外的淀粉状蛋白的产生和大脑的聚集情况上。”研究人员给小鼠每天两次注射格列卫,共7天。然后收集血浆和脑组织,测量其中的β淀粉状蛋的含量。结果发现,该药不仅能减少血液中β淀粉状蛋白的产数量,还能神奇地减少药物所不能到达的大脑中的β淀粉状蛋白的数量。如此来看,大脑中的淀粉状蛋白一定是来自大脑的外部,伊马替尼代表着阿尔茨海默病预防和治疗的候选药。

  有关未来的研究,萨克利夫表示希望找到一个合作伙伴和投资者,共同进行临床试验和药物开发。



(责任编辑:glia)
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