Science推翻旧论:免疫细胞“蚕食”神经?阿尔兹海默症的又一致病机制
时间:2016-04-06 20:24 来源:Science 作者:Beth Stevens团队 点击:次
阿尔兹海默症(AD)作为一种神经退行性疾病,威胁着全球超过4400万患者的生命。传统观点认为,其主要病理特征是β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集成斑块,以及Tau蛋白过度磷酸化导致神经元纤维缠结。目前,AD药物研发主要集中于三个靶点:1)抗氧化;2)Aβ蛋白清除和抑制聚集;3)调控Tau蛋白磷酸化,减少错误折叠和异常聚集。 然而,AD药物研发一直是难以逾越的高峰,包括礼来、辉瑞、罗氏等制药巨头在内的企业都曾在此受挫。近乎99%的临床试验以失败告终。为此,许多研究人员开始质疑,以蛋白为靶向的抑制剂或抗体是否是正确方向。 最新发现:痴呆症初期,神经突触会被免疫细胞“蚕食” 为了解开谜团,科学家们从未停止探索。2020年3月31日,波士顿儿童医院的Beth Stevens团队在《Science》期刊上发表了一项新研究,揭示了阿尔兹海默症的一个潜在新靶点:在痴呆症初期,大脑中正常的突触会被接收到错误信号的免疫细胞“蚕食”,从而导致神经信息传递中断,认知能力开始衰退。 虽然大多数AD在研药物致力于抑制或清除Aβ蛋白聚集,但研究团队负责人Beth Stevens强调,β-淀粉样蛋白聚集形成的老年斑并非更严重症状(如记忆力衰退、注意力不集中)的直接原因。 那么,这些症状的直接致病因素是什么? Stevens团队发现,患AD小鼠的大脑内,神经突触大片缺失,尤其是与记忆功能相关的脑区。这一异常意味着,患病小鼠大脑中神经递质运输网络被切断。 突触被消灭的原因是什么? 在正常大脑发育过程中,一些功能减弱或无功能的突触会被免疫细胞识别并清除,为其他更重要的突触提供生存空间,使其更好地行使功能。在这个“优胜劣汰”的过程中,关键蛋白C1q参与启动“淘汰”突触的信号通路。当一个突触被锁定后,小神经胶质细胞(microglia)会负责“吃掉”它。然而,一旦这一过程出现错误,可能导致精神分裂等神经疾病。 Stevens博士提出假设:阿尔兹海默症发病初期可能也存在同样的错误机制,导致大脑必需的突触结构遭到破坏,从而引发认知障碍。为验证假设,Stevens团队构建了AD小鼠模型,这些小鼠大脑内出现老年斑,且记忆和认知功能衰退。 研究发现,患病小鼠大脑组织中C1q蛋白过度表达。当给模型小鼠注射阻止C1q蛋白表达的抗体后,小鼠大脑中突触结构不再受损。 Aβ蛋白富集与C1q蛋白过表达:导致免疫细胞“失去理智”破坏神经结构 上述结果表明,大脑发育过程中才会出现的突触清除过程,会因AD而在成年人大脑中“卷土重来”。与发育过程中的“理智”不同,小神经胶质细胞因疾病而变得“野蛮化”,无节制地破坏正常神经细胞。 为确定β-淀粉样蛋白聚集是否会启动C1q蛋白调控的“疯狂之旅”,Stevens团队敲除了小鼠的C1q基因,以野生型小鼠作为对照,同时给两组小鼠注射会形成老年斑的蛋白质。结果显示,正常小鼠大脑中突触大片消失,而敲除C1q基因的突变小鼠即使出现淀粉样蛋白聚集,突触结构也没有损失。 特别值得注意的是,β-淀粉样蛋白聚集后,小神经胶质细胞才开始“侵袭”神经结构。这意味着,只有淀粉样蛋白富集和C1q蛋白过表达同时发生时,才会启动突触受损过程。而其他诱导因素,如细胞因子,可能会关闭这一过程。 推翻旧理论:C1q蛋白有望成为AD药物新靶点 这一最新发现与之前的理论相悖。此前认为,小神经胶质细胞和C1q蛋白的过度活跃仅仅是Aβ蛋白斑块引起的继发性炎性反应的一部分。而最新研究却发现,小神经胶质细胞似乎在老年斑形成之前就开始蚕食突触。 这意味着,抑制C1q蛋白过表达有望成为新靶标。Stevens表示,团队将与Annexon Biosciences生物技术公司合作,启动ANX-005药物(抑制C1q过表达)的临床试验,以验证其有效性和安全性。 备注:文章编译、参考自Science官网。 (责任编辑:泉水) |