神经方舟:山羊如何作为神经退行性疾病模型
时间:2026-04-16 14:56 来源:The Transmitter 作者:Nicole Ackermans 点击:次
一个都市传说在科学文献中流传:频繁用头撞击的动物不会遭受任何脑损伤。受这一趣闻的吸引,Nicole Ackermans决定用她的博士后研究调查用头撞击动物的头骨解剖如何保护它们的大脑免受损伤。她检查了四只大角羊和三只麝牛的大脑,于2022年发表了研究结果。“长话短说,我们发现了脑损伤,”Ackermans说。磷酸化tau蛋白(神经退行性变的标志物)聚集在动物大脑褶皱的底部和血管周围——与被诊断为慢性创伤性脑病的运动员、军人和其他人中发生的模式相同。现在,Ackermans研究山羊和其他具有极端头部撞击行为的动物,作为人类脑损伤和神经退行性变的模型。本文系统解析山羊作为神经退行性疾病模型的价值、研究发现及未来方向。 一、研究背景:都市传说的破灭长期以来,人们认为经常用头撞击的动物(如大角羊和麝牛)不会遭受脑损伤,但Ackermans的研究推翻了这一观点。她检查了4只大角羊和3只麝牛的大脑,发现磷酸化tau蛋白聚集在大脑褶皱底部和血管周围,与慢性创伤性脑病(CTE)中的模式相同。这表明,进化上,头部撞击行为必然带来不利因素,否则无法解释为何存在输赢。 二、山羊作为模型的价值山羊作为神经退行性疾病模型具有独特优势:自我造成脑损伤(相互撞击或撞击环境中的物体),比小鼠的重物掉落模型更现实;山羊的大脑大小和结构更接近人类,且具有褶皱,力分布更具代表性;它们可以进行自然行为,如整天头撞。这些特点使山羊成为研究重复性轻度头部撞击导致神经退行性变的理想模型。 三、研究设计与初步发现在为期6个月的试点研究中,Ackermans团队对3只山羊进行了全面诊断,包括抽血、脊椎穿刺、PET-MRI扫描、行为测试和免疫组化。通过给山羊一个可以攀爬的小桥,诱导它们争夺顶部位置,从而引发头撞行为。结果令人震惊:每只山羊在6个月内约头撞20,000次,远超预期。即使仅1岁的山羊,也已显示出脑损伤迹象,包括磷酸化tau蛋白聚集和神经炎症。 四、与运动员的比较山羊的头撞频率远高于运动员,但力度较低。然而,新兴证据表明,重复性轻度冲击也是神经退行性变的重要促成因素。因此,山羊模型有助于理解低强度、高频率头部撞击的累积效应,这与许多运动员(如足球、橄榄球运动员)的经历相似。 五、挑战尽管山羊模型前景广阔,但面临诸多挑战:工具不兼容——许多针对人类和小鼠的设备不适用于山羊,荧光背景高,自动计数或染色方法失效;资金不足——计划进行为期5年、40只山羊的实验,但当前资助形势不确定;年龄差异——难以获得老山羊,因为农场通常不保留年老个体。 六、对神经科学界的呼吁Ackermans呼吁神经科学界保持开放心态:“一些更传统的神经科学家认为这项工作很愚蠢。我不是想说服他们山羊比小鼠好。我只是想让人们知道这里有潜力。”她指出,小鼠模型在阿尔茨海默病等疾病研究中存在局限,转化成功率低。通过观察动物在自然中如何生存,可能获得关于治疗方法的新想法。 七、结论:非传统模型的价值山羊作为神经退行性变模型提供了独特的优势:自我造成脑损伤,大脑大小和结构更接近人类,且可进行自然行为。初步研究发现,即使是1岁的山羊也已显示出磷酸化tau蛋白和神经炎症的迹象,每只山羊在6个月内约头撞20,000次。尽管存在挑战,非传统模型可能为神经退行性疾病的研究提供新的见解,补充传统小鼠模型的不足。 核心信息:
参考来源: |