信号分子可能有助于预防阿尔茨海默病

在人类和小鼠身上进行的一项新研究发现了一种特殊的信号分子，它可以帮助改变炎症和免疫系统，从而预防阿尔茨海默病。

哈佛大学官网7月14日消息

这项研究由麻省总医院(Massachusetts General Hospital，MGH)的研究人员领导，发表在《自然》（Nature）杂志上。

研究于2021年7月14日发表在《Nature》（最新影响因子：49.962）杂志上

当神经元开始死亡时，与阿尔茨海默病相关的认知能力下降就会出现。“神经元死亡可能是由不正确的免疫反应和过度的神经炎症（或大脑炎症）引发的，高水平的β-淀粉样蛋白沉积和tau蛋白缠结，这是阿尔茨海默病的两个特征，”该论文的共同资深作者Filip Swirski博士解释说，他在MGH的系统生物学中心担任首席研究员时进行了这项工作。

该论文的共同资深作者Filip Swirski博士

“一旦神经元开始大量死亡，被称为小胶质细胞和星形胶质细胞的脑细胞——它们通常是清理碎片的滋养细胞——就会被激活，从而引发神经炎症，试图保护大脑。” 它们在进化上被编程来消灭存在过量神经元细胞死亡的大脑区域，因为这可能是由于感染引起的，必须阻止这种感染的传播，” 共同资深作者、MGH 麦坎斯脑健康中心联合主任 Rudolph Tanzi 博士解释说。

在阿尔茨海默病中，β-淀粉样蛋白沉积和tau蛋白缠结导致的神经元细胞死亡激活了这种反应。“随着神经炎症的发生，细胞死亡的数量至少是由斑块和缠结引起的细胞死亡的10倍，”Tanzi说，“事实上，没有神经炎症的诱发，就不会有失智的症状。我们从'弹性的’大脑中了解到这一点，在个体的大脑中有大量的斑块和缠结，但在死亡时没有症状，因为很少或没有神经炎症。”Tanzi提供一个类比，指出β-淀粉样蛋白是点燃缠结蔓延的“灌木丛火”的“火柴”， 但只有当这通过由小胶质细胞和星形胶质细胞激活的神经炎症导致“森林火灾”数量增加时，才会失去足够的神经元而导致认知衰退和失智。

《Nature》上的这项新研究表明，一部分星形胶质细胞实际上试图通过释放一种叫做白细胞介素 3 (IL-3) 的分子来灭火，这种分子然后将杀手小胶质细胞转化回滋养和保护细胞，这些细胞不再消灭神经元，而是专注于清除β-淀粉样沉积物和tau缠结。

“知道星形胶质细胞通过 IL-3 与小胶质细胞交流以教育小胶质细胞并帮助它们降低阿尔茨海默病的严重程度，这可能具有重要的临床意义，”Swirski 说，“我们现在可以考虑如何使用 IL-3 不仅帮助抑制导致阿尔茨海默病中大部分神经元细胞死亡的神经炎症，还能诱使小胶质细胞再次承担清除沉积物和缠结的有益任务，这些沉积物和缠结是阿尔茨海默病的起始病理。”

“在大脑中发现 IL-3 令人惊讶，”第一作者、系统生物学中心的讲师 Cameron McAlpine 博士说，“我们的研究结果表明，星形胶质细胞和小胶质细胞之间通过 IL-3 的通讯是一种重要的机制，它可以通过指导小胶质细胞适应保护功能来预防阿尔茨海默病。随着进一步研究，IL-3 信号可能为对抗神经系统疾病提供新的治疗机会。”

麻省总医院

参考文献

Source：Massachusetts General Hospital

Signaling molecule may help prevent Alzheimer's disease

Reference：

Cameron S. McAlpine, Joseph Park, Ana Griciuc, Eunhee Kim, Se Hoon Choi, Yoshiko Iwamoto, Máté G. Kiss, Kathleen A. Christie, Claudio Vinegoni, Wolfram C. Poller, John E. Mindur, Christopher T. Chan, Shun He, Henrike Janssen, Lai Ping Wong, Jeffrey Downey, Sumnima Singh, Atsushi Anzai, Florian Kahles, Mehdi Jorfi, Paolo Fumene Feruglio, Ruslan I. Sadreyev, Ralph Weissleder, Benjamin P. Kleinstiver, Matthias Nahrendorf, Rudolph E. Tanzi, Filip K. Swirski. Astrocytic interleukin-3 programs microglia and limits Alzheimer’s disease. Nature, 2021; DOI: 10.1038/s41586-021-03734-6