一項(xiàng)正在進(jìn)行的研究表明，早期阿爾茨海默病患者的近期記憶受損與某些突觸連接的脆弱性有關(guān)。

西弗吉尼亞大學(xué)

4月16日消息

西弗吉尼亞大學(xué)（West Virginia University，WVU）的神經(jīng)科學(xué)家正在研究為什么早期阿爾茨海默病患者可以記住幾十年前的事件，但卻不能回憶起過去幾個(gè)小時(shí)內(nèi)發(fā)生的事情。他們正在進(jìn)行的研究表明，這個(gè)問題可能與某些突觸連接的脆弱性有關(guān)，突觸連接是神經(jīng)元相遇交流的地方。

“我們想知道，在阿爾茨海默病的早期階段，對記憶形成很重要的相同分子是否會以某種方式被破壞或功能失調(diào)，”西弗吉尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)科學(xué)系和洛克菲勒神經(jīng)科學(xué)研究所（Rockefeller Neuroscience Institute）的助理教授 Martin Hruska 說，“我們認(rèn)為，確定這些分子在特定類型突觸上的位置，將是了解它們對突觸功能障礙產(chǎn)生何種結(jié)果的關(guān)鍵。”

當(dāng)大腦的神經(jīng)細(xì)胞或神經(jīng)元通過一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)連接起來時(shí)，記憶就形成了。數(shù)十億這樣的神經(jīng)元被突觸包圍，突觸是一種釋放被稱為神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)信號的通路。為了與另一個(gè)神經(jīng)元交流，神經(jīng)遞質(zhì)必須激活一個(gè)受體。

Hruska 的研究重點(diǎn)是一種特殊的受體，N-甲基-D-天冬氨酸 (NMDA)，它在加強(qiáng)神經(jīng)元之間的聯(lián)系和形成記憶方面起著重要作用。它在所謂的“突觸可塑性”中至關(guān)重要，即大腦不斷改變其功能的能力，例如在學(xué)習(xí)新事物時(shí)。

“有大量證據(jù)表明，這種受體可能在某種程度上導(dǎo)致阿爾茨海默病，” Hruska 說，“有一種藥物可以靶向這種受體，但在治療阿爾茨海默病方面還沒有非常成功。這告訴我們，這可能比僅僅靶向這個(gè)受體要復(fù)雜一些。我們需要知道在哪里和何時(shí)靶向它。”

Hruska 解釋說，已經(jīng)形成記憶的突觸（例如20到30年前的突觸）的分子結(jié)構(gòu)出于某種原因受到突觸環(huán)境的保護(hù)，不受 β-淀粉樣蛋白的影響。然而，位于突觸外的特定 NMDA 受體亞型可能被毒素劫持。這會引發(fā)一系列事件，殺死神經(jīng)元或消除突觸。結(jié)果就是記憶功能障礙。

科學(xué)家們還不知道這些受體為何會移出核心，Hruska 說他希望他的研究可以通過在納米級別上檢測 NMDA 受體來提供答案。

他說：“如果我們能在早期就了解發(fā)生了什么，那么也許我們就能挽救或防止這種突觸衰退。”

Hruska 領(lǐng)導(dǎo)了這項(xiàng)為期三年的研究，并獲得了阿爾茨海默病和相關(guān)疾病協(xié)會的 20 萬美元資助。

在 Hruska 的實(shí)驗(yàn)室中，使用最先進(jìn)的受激輻射損耗納米鏡（STED 納米顯微鏡），研究人員可以觀察特定突觸的核心，以確定受體的位置，并觀察當(dāng)不同的納米級突觸環(huán)境（受保護(hù)的和尋求制造記憶的環(huán)）暴露于 β-淀粉樣蛋白時(shí)發(fā)生了什么。研究中使用的神經(jīng)元取自動物模型的大腦，并在培養(yǎng)皿中生長。

Hruska 說：“我們根據(jù)成像獲得的證據(jù)顯示，那些想要形成記憶的小突觸最終會消失。我們對它們進(jìn)行了 24 小時(shí)的成像觀察，發(fā)現(xiàn)它們確實(shí)消失了。我們認(rèn)為這些突觸可能含有一種特定的 NMDA 受體亞型——GluN2B。”

納米顯微鏡的獨(dú)特視角引起了 Hruska 實(shí)驗(yàn)室學(xué)生 James Scripter 和孟加拉國的 Yeasmin Akter 的興趣。Scripter 是來自馬薩諸塞州西斯普林菲爾德的神經(jīng)科學(xué)博士候選人，他正在攻讀生物醫(yī)學(xué)科學(xué)博士學(xué)位。

Scripter 說：“我發(fā)現(xiàn)這些非常小的突觸在納米尺度上非常復(fù)雜，卻能影響我們大腦的功能，這很有趣。此外，如果在納米級水平上發(fā)生一些變化，那將如何導(dǎo)致像阿爾茨海默病這樣的重大神經(jīng)系統(tǒng)疾病。”

James Scripter

Scripter 的部分研究側(cè)重于確定突觸前和突觸后組分的納米組織如何在疾病的早期階段發(fā)生改變，以及這些過程如何導(dǎo)致突觸喪失。

Akter 特別感興趣的是一種叫做突觸細(xì)胞粘附分子或 CAM - Ephrin B3 的蛋白質(zhì)，以及它的一種形式是否能保護(hù)突觸免受淀粉樣蛋白的毒性作用。

Akter 說：“能夠從分子和納米兩個(gè)層面研究阿爾茨海默病期間大腦中發(fā)生的事情，這是令人著迷的。”

Yeasmin Akter

Hruska 說，盡管他相信他的研究將對不同類型的神經(jīng)元連接以及它們?nèi)绾卧诜肿铀�平上對淀粉樣蛋白做出反�?yīng)提供更好的理解，但這只是阿爾茨海默病研究難題的一小部分。

Hruska 說：“希望我們能了解到這種在記憶形成中起著如此重要作用的特殊分子，以及它是如何在某些連接中被選擇性地破壞，而在其他連接中卻沒有。還有更多的問題可以通過合作解決，這需要我們的國際科學(xué)界的參與。”

Hruska 說，隨著學(xué)生進(jìn)入職業(yè)生涯，這些知識可以為未來的學(xué)習(xí)做出貢獻(xiàn)。

“我的實(shí)驗(yàn)室研究阿爾茨海默病的分子方面，而其他實(shí)驗(yàn)室則采取臨床方法。希望我們和學(xué)生們學(xué)到的東西可以更好地了解大腦中發(fā)生的事情，以便找到最好的治療方法。”

創(chuàng)立于1867年的西弗吉尼亞大學(xué)

參考文獻(xiàn)

Source：West Virginia University

WVU Alzheimer’s disease study focuses on broken connections

Reference：

https://wvutoday.wvu.edu/stories/2024/04/16/wvu-alzheimer-s-disease-study-focuses-on-broken-connections

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       原文標(biāo)題 : 為何早期阿爾茨海默病患者遠(yuǎn)期記憶好而近期記憶受損