大脑的“路线图”揭示了易患阿尔茨海默病的区域

就像一辆穿越乡村的补给卡车，在阿尔茨海默病中破坏神经元的错误折叠蛋白质在大脑的“道路”中穿行，有时停下来，有时改变路线以避开路障。

范安德尔研究所官网6月10日消息

范安德尔研究所（Van Andel Institute）和宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）的研究人员发表在《科学进展》（Science Advances）上的一项研究报告称，就像一辆穿越乡村的补给卡车，在阿尔茨海默病中破坏神经元的错误折叠蛋白质在大脑的“道路”上行进，有时停下来，有时改变路线以避开路障。

研究于2021年6月9日发表在《Science Advances》（最新影响因子：13.117）杂志上

这些发现揭示了tau蛋白是如何在大脑中移动的，这种蛋白在阿尔茨海默病中形成了破坏脑细胞的缠结团块。这项研究还为为什么大脑的某些区域比其他区域更容易受到损伤提供了新的见解。

“虽然大脑的相互连接结构对其功能至关重要，但这些错误折叠的蛋白质控制了该结构在大脑中穿行，导致进行性退化，”范安德尔研究所助理教授、该研究的通讯作者Michael X. Henderson博士说，“通过了解这些蛋白质如何在大脑中传播，以及导致某些神经元受损的原因，我们可以开发新的治疗方法，可以在正确的时间指向正确的位置，将对疾病发展产生最大的影响。”

利用阿尔茨海默病的小鼠模型，研究小组绘制了错误折叠的tau蛋白在大脑中的发展过程。他们发现，tau病理沿着大脑的神经网络从一个区域转移到另一个区域，这类似于生物公路，但它并没有传播到每个连接的区域。

为了找出为什么大脑的某些区域似乎会抵制蛋白质的扩散，研究小组转向了基因表达模式。

他们发现了一些基因，这些基因在tau蛋白的病理区域中表达的比预期的要多。通过了解控制蛋白质在大脑中积累的遗传因素，该团队希望找到干扰错误折叠蛋白质运动、减缓或阻止阿尔茨海默病和类似神经退行性疾病进展的方法。

“我们使用这些网络模型来测试我们的假设，即tau蛋白沿着大脑区域之间的连接向前和向后传播，”医学博士Eli Cornblath说，他是宾夕法尼亚大学的一名学生，也是这项研究的第一作者，“在使用我们的模型来解释这种双向扩散过程之后，我们发现了一些基因，它们可以帮助告知新的分子靶点，以清除或阻止这些蛋白质聚集物的形成。”

范安德尔研究所

参考文献

Source：Van Andel Institute

'Roadmaps' of the brain reveal regions vulnerable to Alzheimer's disease

Reference：

Eli J. Cornblath, Howard L. Li, Lakshmi Changolkar, Bin Zhang, Hannah J. Brown, Ronald J. Gathagan, Modupe F. Olufemi, John Q. Trojanowski, Danielle S. Bassett, Virginia M. Y. Lee, Michael X. Henderson. Computational modeling of tau pathology spread reveals patterns of regional vulnerability and the impact of a genetic risk factor. Science Advances, 2021; 7 (24): eabg6677 DOI: 10.1126/sciadv.abg6677