休斯顿得克萨斯大学健康科学中心(UTHealth)的最新研究表明,大脑中缺乏一种能够随着年龄增长而保持组织健康的蛋白质与阿尔茨海默病有关。

《UTHealth》官网1月12日消息

根据发表在《分子精神病学》(Molecular Psychiatry)杂志上的这篇论文,通过临床干预,早期发现白细胞介素33 (IL-33)的缺乏,可以帮助大脑以一种更健康的方式老化,预防退行性疾病。

研究于1月12日发表在《Molecular Psychiatry》(最新影响因子:12．384)杂志上

研究结果表明,白细胞介素-33对清除大脑中的“垃圾”至关重要,可以使细胞在更长时间内保持健康,并有助于随着时间的推移将损害降至最低。资深作者Yahuan Lou博士说,他是UTHealth牙科学院诊断与生物医学系的教授。通讯作者Jo?oL． de Quevedo博士是UTHealth麦戈文医学院的精神病学和行为科学系的教授。

Lou说:“在大脑中,正常的神经元通过丢弃异常蛋白质来修复自身,这类似于清除垃圾。尽管人类的神经元从35岁到40岁左右开始老化,但即使随着年龄的增长,继续最大限度地减少器官中积累的‘垃圾’或受损的DNA和蛋白质,可以使神经元保持健康和正常功能。”

在中年时期,大脑中的神经元会加速衰老,从而干扰人体解毒或修复受损的DNA和蛋白质的能力。这被称为氧化损伤。

Lou说:“没有这些抗衰老过程,人类神经元在60至65岁时开始死亡或不再正常工作的比率会高得多。”

在大多数患有阿尔茨海默病的人中,症状首先会出现在60多岁的年龄,而脑部疾病会慢慢破坏记忆和思维能力,最终破坏执行最简单任务的能力。

根据疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)的估计,2018年有570万美国人患有阿尔茨海默病。这是65岁及65岁以上成年人的第五大死亡原因,也是所有成年人的第六大死亡原因。

研究作者说,IL-33分子的另一种作用是作为控制剂,并加速大脑中异常蛋白质的排出,这增加了先前对该分子重要性的解释的研究。

正如Lou所描述的,新发现的机制是大脑中称为“类淋巴系统”(glymphatic system)的“排污”系统,该系统由围绕静脉的微小空间组成,这些空间消除了脑碎片。类淋巴系统的缺陷,即中枢神经系统的废物清除途径,将导致与人类阿尔茨海默病有关的异常蛋白质的积累。这项研究揭示了一种叫做水通道蛋白4(aquaporin 4)的分子的重要性,水分子是大脑中的水“泵”,驱使水去除大脑中靠近血管的神经元周围的废物。但是,一旦敲除IL-33基因,就不再产生这些小的“泵”。

临床应用和后续工作

Lou说,当这些机制被破坏时,大脑会加速衰老,从而导致阿尔茨海默病和死亡。由于此过程主要是从中年开始的,因此他建议从成年到老年之间,是检查IL-33和其他相关生物标志物(例如血液和尿中的那些)的水平的良好时机,以早期诊断阿尔茨海默病。一旦大脑处于退化状态,扭转这种损伤就太晚了。

这些筛查可以成为有或没有退行性疾病史的患者的预防措施。

“对于未来的患者,其脑中废物增加与IL-33水平降低成反比水平,则需要立即进行干预。这可能包括将IL-33注入血脑屏障以增加类淋巴系统的循环,同时测试大脑中斑块蛋白的排出是否有效。”

治疗的目标是在大脑还年轻的时候保持其健康,以降低大脑退行性疾病的风险并减少大脑的衰老过程。

Lou说:“我们还无法治愈阿尔茨海默病,但是我们可以从一开始就阻止这种疾病的进展,甚至可以预防这种疾病。”

参考文献

Source:The University of Texas Health Science Center at Houston

Researchers discover lack of a protein could be the key to Alzheimer’s disease

Reference:

Wu, J．, Carlock, C．, Shim, J． et al． Requirement of brain interleukin33 for aquaporin4 expression in astrocytes and glymphatic drainage of abnormal tau． Mol Psychiatry (2021)．

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