今日，頂尖學術期刊《科學》上發(fā)表了一篇關于阿爾茨海默病的重要論文。在同期雜志上發(fā)表的另一篇專文評述指出，該研究回答了關于阿爾茨海默病的兩個核心問題。它不僅能夠解釋為何許多臨床試驗都以失敗告終，還帶來了不同的潛在治療思路。
在阿爾茨海默病患者中，科學家們觀察到了大量β淀粉樣蛋白的沉積。過去，主流觀點認為這些蛋白的積累是導致疾病的元兇，諸多醫(yī)藥公司也開發(fā)了多種靶向這些蛋白沉積的藥物。雖然這些藥物能有效阻礙蛋白沉積的形成，但在臨床試驗中，它們卻紛紛遭遇滑鐵盧，無法延緩病情的進展。這也讓學界開始懷疑“β淀粉樣蛋白”理論，認為它是否錯了。
另一些科學家則覺得，臨床試驗之所以失敗，是因為我們依舊沒有搞清楚β淀粉樣蛋白的具體作用機理。在《科學》的專文評述中，作者就指出，我們尚不知道在神經元中，何種形式（單體，寡聚體，還是多聚體）的β淀粉樣蛋白具有神經**。此外，我們也不知道這些蛋白具體怎樣影響神經功能。
這篇論文中，研究人員們對這兩個問題進行了回答。在最近的一些研究里，人們逐漸發(fā)現(xiàn)阿爾茨海默病雖然是一種“退行性疾病”，但早期卻會出現(xiàn)神經元的“過度活躍”。為了揭示背后的機理，科學家們使用雙光子成像技術，定量分析海馬區(qū)神經元的活躍狀況。他們發(fā)現(xiàn)，只要神經元具有基礎活性，那么引入突變的β淀粉樣蛋白雙聚體 [AβS26C]2，就會引發(fā)神經元的過度活躍。這一發(fā)現(xiàn)在體內和體外實驗中都得到了證實。
![▲在具有基礎活性的神經元里，突變β淀粉樣蛋白二聚體會引起神經元的過度活躍（圖片來源：參考資料[1]）](https://cimg.cphi.cn/img_Cphi_cn/news/2019_08/Mimg_1908091151337110.jpg)
▲在具有基礎活性的神經元里，突變β淀粉樣蛋白二聚體會引起神經元的過度活躍（圖片來源：參考資料[1]）
隨后，他們開始研究為啥這些神經元會在β淀粉樣蛋白雙聚體的作用下出現(xiàn)過度活躍。過去的文獻指出，神經元的這種異常，可能與谷氨酸的穩(wěn)態(tài)有關。為此，研究人員們嘗試了一種谷氨酸重吸收抑制劑，想要模擬β淀粉樣蛋白雙聚體的效果。而動物研究結果果然如同他們所料！在野生型小鼠中，無論是致病蛋白，還是抑制谷氨酸吸收的藥物，都可以誘發(fā)神經元的過度激活。在另一些研究數據的支持下，這支科研團隊指出，這兩種處理方法背后，具有類似的作用機制。
也就是說，β淀粉樣蛋白雙聚體之所以導致神經元的過度激活，與谷氨酸重吸收的異常有關。
![▲來自人類患者的大腦提取物也能造成類似的過度活躍（圖片來源：參考資料[1]）](https://cimg.cphi.cn/img_Cphi_cn/news/2019_08/Mimg_1908091151870532.jpg)
▲來自人類患者的大腦提取物也能造成類似的過度活躍（圖片來源：參考資料[1]）
為了確認他們的發(fā)現(xiàn)在臨床上有沒有意義，研究人員們又測試了阿爾茨海默病患者的腦部組織提取物。研究表明，這些來自真實病患的提取物也能激發(fā)神經元的過度活躍。生化分析的結果同樣指出，其中的β淀粉樣蛋白主要為單聚體和在實驗條件下穩(wěn)定的雙聚體。而如果通過免疫手段去除這些β淀粉樣蛋白，腦組織的提取物就無法激活神經元的過度活躍。這些結果再次表明了β淀粉樣蛋白對于神經元異常激活的作用。
基于這些發(fā)現(xiàn)，研究人員們提出了一個阿爾茨海默病的疾病模型。他們指出，少量的β淀粉樣蛋白就會阻礙谷氨酸在大腦區(qū)域里的重吸收，從而使得谷氨酸在突觸周圍積累。而這種積累會促進去極化，使得神經元進一步出現(xiàn)激活，產生惡性循環(huán)。
![▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[2]；作者：Kellie Holoski）](https://cimg.cphi.cn/img_Cphi_cn/news/2019_08/Mimg_1908091151767772.jpg)
▲本研究的圖示（圖片來源：參考資料[2]；作者：Kellie Holoski）
《科學》雜志的專文評述對這些發(fā)現(xiàn)有很高的評價。該文指出，過去的小鼠研究表明，淀粉樣沉積附近的確會有不少谷氨酸，而人類患者中，谷氨酸轉運受體也會出現(xiàn)缺陷。本文的發(fā)現(xiàn)與這些證據具有一致性。
這些發(fā)現(xiàn)對于治療阿爾茨海默病也有重要意義，它很好地解釋了為何許多藥物都在臨床試驗中慘遭失敗——這些藥物大多在患者“已經出現(xiàn)輕微癥狀”的時候使用，但這已經是疾病發(fā)展的后期了。盡管它們能有效清除β淀粉樣蛋白的沉積，卻無助于抑制可溶性的β淀粉樣蛋白單聚體或雙聚體。照本研究的說法，這些可能才是致病的關鍵。早在癥狀出現(xiàn)之前，它們就已經在破壞神經元的功能了。
為此，研究人員們指出，我們需要更好地理解這些β淀粉樣蛋白如何干擾谷氨酸的重吸收，理解它們究竟是起到了直接抑制，還是間接干擾的效果。此外，谷氨酸拮抗劑，或是促進谷氨酸轉運蛋白功能的藥物，可能會對病情帶來緩解。而減少β淀粉樣蛋白寡聚體（而非沉積）的療法，可能是未來的一個重要研究方向。
參考資料：
[1] Benedikt Zott et al., (2019), A vicious cycle of β amyloid–dependent neuronal hyperactivation, Science, DOI: 10.1126/science.aay0198
[2] Dennis J. Selkoe, (2019), Early network dysfunction in Alzheimer's disease, Science, DOI: 10.1126/science.aay5188
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