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頂刊連發: 炎症因子可預防阿爾茨海默病!

阿爾茨海默病

(AD)是最常見的,不可逆和進行性形式的痴呆症。《世界阿爾茨海默病2018年報告》顯示,每3秒鐘,全球就有1名痴呆病患者產生。預計到2050年,全球將有1。52億痴呆患者,其中約60%-70%為阿爾茨海默病(AD)患者。

阿爾茨海默病在 20 世紀後期因大腦功能和記憶力的緩慢惡化而被廣泛稱為“漫長的告別”。在 100 多年前,科學家阿洛伊斯·阿爾茨海默 (Alois Alzheimer) 首次在阿爾茨海默病患者的大腦中發現了斑塊。從那以後,阿爾茨海默氏病(AD)的特徵性標誌之一便是大腦中澱粉樣β斑塊的積聚。

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研究結果發現,大腦中β澱粉樣蛋白含量高但促炎細胞因子

白細胞介素

12(IL-12)水平高的人幾乎沒有認知能力下降。然而,如果 IL-12 值較低,澱粉樣蛋白水平升高的男性和女性的認知能力下降得更多,與此同時,高水平的 IL-12 也與較少的 tau 纏結有關。此外,除了促炎細胞因子白細胞介素12與認知能力下降較慢有關,促炎細胞因子干擾素-γ(IFN-γ)也可延緩認知能力下降。無論大腦中是否有澱粉樣蛋白沉積,IFN-γ水平升高都與認知能力下降較慢有關。

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那為什麼在大腦中有澱粉樣斑塊的情況下,高水平的白細胞介素12與干擾素-γ(IFN-γ)會阻止認知能力下降呢?IL-12 和 IFN-γ 又是如何防止認知能力下降呢?巧的是,7月13號發表在《自然》(Nature)上的一篇研究解答了這兩個問題。該研究發現,一部分星形膠質細胞試圖透過釋放一種叫做白細胞介素 3 (IL-3) 的分子將殺傷性小膠質細胞轉化為不再消滅

神經元

而是專注於清除澱粉樣蛋白 β 沉積物和Tau 纏結,從而預防阿爾茨海默病。

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在大腦中,小膠質細胞和星狀膠質細胞是大腦的管家,負責清除清除神經碎片,包括斑塊和纏結。當神經元開始大量死亡時,小膠質細胞和星狀膠質細胞會被啟用引起神經炎症。在病理狀態下,啟用的小膠質細胞是腦組織炎症狀態的統帥,會過度吞噬神經元的樹突棘,使神經元大量死亡——患者認知能力衰退的主要原因。在阿爾茨海默病的情況下,澱粉樣蛋白 β 沉積物和 Tau 纏結引起的神經元細胞死亡激活了小膠質細胞和星狀膠質細胞,引起了神經炎症反應,隨著神經炎症的發生,神經元死亡的數量至少是由斑塊和纏結引起的死亡數量的 10 倍。而Nature 上的這項新研究表明,一部分星形膠質細胞透過釋放白細胞介素 3 (IL-3) 的分子使殺傷性小膠質細胞轉化為不再消滅神經元,而是專注於清除澱粉樣蛋白 β 沉積物和Tau 纏結。在該研究中,星形膠質細胞組成性地產生 IL-3,它引發小膠質細胞的轉錄、形態和功能程式設計,賦予它們急性免疫反應程式以及聚集和清除 Aβ 和 Tau 聚集體的能力。這些變化限制了 AD 病理和認知能力下降。研究員將 IL-3 確定為星形膠質細胞 - 小膠質細胞串擾的關鍵介質和 AD 治療干預的節點。接下來,研究員進一步在小鼠模型中驗證了IL-3的作用,在小鼠模型中移除了IL-3之後,研究人員們發現小鼠產生了更大的澱粉樣蛋白沉積,相比於對照組,記憶力也更差。

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當往動物模型的大腦中注射IL-3之後,結果發現小膠質細胞開始聚集在澱粉樣蛋白沉積附近進行清掃,澱粉樣蛋白沉積減少,動物的記憶力也有所改善。

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綜上,上述兩項結果表明,由於IL-3不僅有助於遏制了神經炎症,而且也可誘使小膠質細胞掃清Aβ 和 Tau 聚集體,IL-3 訊號可能提供一個新的治療機會來對抗神經系統疾病,比如提高大腦中IL-3 的水平。同時,IL-12 和 IFN-γ 有朝一日或可以與其他生物標誌物一起測量,以預測認知正常人未來的大腦健康。

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