【博科园-科学科普】脑成像技术的最新进展使科学家首次展示了一种关键的蛋白质，它能在阿尔茨海默氏病的大脑中引起神经细胞的死亡，从而阻断其传播，从而阻止疾病的蔓延。全世界估计有4400万人患有老年痴呆症，这种疾病的症状包括记忆问题、行为的改变和独立性的逐渐丧失。这些症状是由两种异常蛋白质的大脑积聚造成的:淀粉样蛋白和tau蛋白。人们认为，淀粉样蛋白是首先出现的，它鼓励了tau蛋白的出现和扩散，而正是这种蛋白质破坏了神经细胞，吞噬了我们的记忆和认知功能。
直到几年前，只有通过研究阿尔茨海默氏症患者的大脑，才能观察到这些蛋白质的积累。然而，正电子发射断层扫描(PET)扫描技术的最新发展使得科学家们能够开始对那些还活着的病人进行成像：一个病人被注射了放射性的配体，这是一种与目标(tau)结合的示踪分子，可以通过PET扫描仪检测到。
在1月5日发表在《大脑》杂志上的一项研究中，剑桥大学的科学家领导的一个研究小组描述了使用一组成像技术来研究与控制相比，在17个阿尔茨海默氏症患者中，tau蛋白与大脑的连接是如何联系的。科学家们一直在猜测tau是如何在大脑中出现的。
一个假设是有害的tau从一个地方开始，然后扩散到其他区域，引发连锁反应。这一被称为“跨神经扩散”的观点得到了小鼠研究的支持。当小鼠被注入异常的人类tau蛋白时，蛋白质在大脑中迅速传播;然而，这一证据是有争议的，因为注射的tau蛋白相对于人类大脑中所观察到的tau蛋白水平要高得多，而蛋白质在老鼠大脑中迅速传播，而在人脑中传播很慢。
还有另外两个相互竞争的假设。“代谢脆弱性”假说认为，tau蛋白是在神经细胞中产生的，但某些区域的代谢需求更高，因此更容易受到蛋白质的影响。在这些病例中，tau蛋白是细胞痛苦的标志。
第三个假设是“营养支持”，也表明一些大脑区域比其他区域更容易受到伤害，但这与新陈代谢的需求有关，更多的是与缺乏营养的区域或基因表达模式有关。由于PET扫描的发展，现在可以比较这些假设。五年前这种类型的研究是不可能的，但由于成像的最新进展可以测试这些假设。
Cope博士和他的同事们研究了阿尔茨海默氏症患者大脑内部的功能联系——换句话说，他们的大脑是如何被连接起来的——并将其与tau蛋白的水平相比较。他们的发现支持了跨神经元传播的观点，即tau蛋白在一个地方开始传播，但与其他两个假说的预测相反。
如果跨神经元传播的想法是正确的，那么大脑中高度连接的区域应该拥有最大的tau，并将其传递给它们的连接。这和我们在流感流行中看到的情况是一样的，例如那些拥有最大网络的人最有可能感染流感，然后把病毒传染给其他人。这正是我们所看到的。
该研究的资深作者James Rowe教授补充道：在阿尔茨海默氏症中，tau首先出现的最常见的脑区是entorhinal皮质区，它位于海马体的旁边，即‘记忆区’。这就是为什么老年痴呆症最早的症状往往是记忆问题。但我们的研究表明，tau蛋白会在大脑中传播，感染和破坏神经细胞，导致患者的症状越来越严重。
对跨神经元传播假设的确认很重要，因为它表明我们可能通过开发药物来减缓或阻止阿尔茨海默病的发展，从而阻止tau蛋白沿着神经元运动。同样的研究小组也观察了17个受另一种类型的痴呆症影响的患者，称为渐进性超核性麻痹(PSP)，这种罕见的疾病会影响平衡、视力和言语，但不会影响记忆。
在PSP患者中，tau蛋白往往出现在大脑的底部，而不是整个大脑。研究人员发现，这些患者的tau蛋白积累模式支持第二种假说，即代谢脆弱性和营养支持，但不支持tau蛋白在大脑中传播的观点。研究人员还对不同疾病阶段的患者进行了研究，研究了tau蛋白的形成对大脑中连接的影响。
在阿尔茨海默氏症患者中，他们发现随着tau的建立和破坏网络，这种联系变得更加随机，可能解释了这些病人的困惑和记忆混乱。在PSP中，携带大多数健康信息的“高速公路”受到的损害最大，这意味着信息需要沿着更间接的路线在大脑中传播。这也许可以解释为什么PSP患者在回答问题时反应迟钝，但最终会得到正确的答案。
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参考：《Brain》
内容：“博科园”判定符合今主流科学
来自：剑桥大学
编译：双螺旋
审校：博科园
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