Science子刊:重大進展!揭示原發性震顫由大腦底部過度活躍的腦電波...

2020-11-25 生物谷

2020年1月18日訊/生物谷BIOON/---原發性震顫(essential tremor),也稱特發性震顫,是一種導致手、臂和頭部非自主性顫抖的運動障礙。它的來源一直是謎團,這阻斷了針對4%的年齡在40歲以上的患有這種疾病的人開發有效的療法。

如今,在一項新的研究中,來自中國臺灣大學、哥倫比亞大學和耶魯大學等研究機構的研究人員指出原發性震顫是由大腦底部過度活躍的腦電波引起的,這就增加了利用神經調節來治療這種運動障礙的可能性。相關研究結果發表在2020年1月15日的Science Translational Medicine期刊上,論文標題為「Cerebellar oscillations driven by synaptic pruning deficits of cerebellar climbing fibers contribute to tremor pathophysiology」。

圖片來自Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aay1769。

論文通訊作者為哥倫比亞大學瓦格洛斯內外科學院神經病學助理教授Sheng-Han Kuo博士說,「過去的研究已鑑定出原發性震顫患者的大腦結構變化,但是我們並不知道這些變化是如何導致震顫的。這項新的研究確定了這些結構變化如何影響大腦活動,從而引起震顫。」

關於原發性震顫

原發性震顫是美國最常見的運動障礙,影響約1千萬美國人(約為帕金森病患者的八倍)。這種疾病通常會導致無意識的、有節奏的顫抖,通常發生在手上,在扣襯衫紐扣或使用器皿等活動中尤為明顯。儘管原發性震顫不會危及生命,但會嚴重影響生活質量。

一些β受體阻滯劑和抗癲癇藥可以減輕症狀,但它們具有副作用,比如疲乏和呼吸急促。它們在原發性震顫患者中也不能很好地發揮作用。對此,Kuo表示這並不奇怪,這是因為這種疾病的病因尚未得到很好的理解。

原發性震顫患者在小腦中具有過多的大腦活動

這些研究人員先前已鑑定出原發性震顫患者的小腦結構變化,並使用了一種新的小腦電圖(EEG)技術來搜索大腦這一部分的異常腦電波。

在接受小腦電圖檢查的20例原發性震顫患者中,大多數人具有強烈的小腦震動(在4至12 Hz之間),這些震動在20例對照受試者中均未發現。原發性震顫更嚴重的患者有更強的震動。

小鼠中首次發現腦震動

這些研究人員首先在小鼠中發現了小腦震動,它們產生的震顫與在原發性震顫患者中觀察到的震顫非常相似。刺激小鼠大腦中的某些神經元,交替地抑制和釋放腦震動,就可導致震顫。Kuo說,「這些結果建立了腦震動與震顫之間的因果關係,這無法直接在患者中進行測試。」

過度的震動源於過多的突觸

在先前對原發性震顫患者的死後腦組織的研究中,Kuo團隊已發現原發性震顫患者在小腦的兩種類型的神經細胞---爬行纖維(climbing fiber)與浦肯野細胞(Purkinje cell)---之間具有異常大量的突觸。

在這項新的研究中,這些研究人員再次使用死後腦組織,發現這些突觸(即神經連接)的形成似乎受到一種稱為穀氨酸受體δ2(GluRδ2)的蛋白的影響。Kuo說,「當這種蛋白表達不足時,爬行纖維和浦肯野細胞之間形成的任何過多突觸都不被消除,從而導致過多的神經連接形成。」

當Kuo團隊降低小鼠中的GluRδ2表達時,這些小鼠會出現與人類相類似的震顫。恢復GluRδ2功能可以抑制震顫,從而證實這種蛋白在原發性震顫中起關鍵作用。

新療法的潛力

Kuo說,這項新的研究為治療原發性震顫開闢了多種新的可能性。

Kuo說,「以小腦腦電圖為指導,我們也許能夠使用神經調節技術,比如tDCS(經顱直流電刺激)或經顱磁刺激(TMS)來減少震顫,甚至可以使用藥物來減少爬行纖維與浦肯野細胞之間的傳遞。」

Kuo還致力於開發增加大腦中GluRδ2表達的藥物,從而可能減少震顫。(生物谷 Bioon.com)

參考資料:1.Ming-Kai Pan et al. Cerebellar oscillations driven by synaptic pruning deficits of cerebellar climbing fibers contribute to tremor pathophysiology. Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aay1769.

2.Cerebellar oscillations driven by synaptic pruning deficits of cerebellar climbing fibers contribute to tremor pathophysiology
https://medicalxpress.com/news/2020-01-overactive-brain-trigger-essential-tremor.html

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