多篇文章解讀神經退行性疾病研究進展!

2020-12-06 生物谷

神經退行性疾病是機體神經元結構或功能逐漸喪失而引發的一類疾病，起包括帕金森疾病、阿爾茲海默病、亨廷頓氏病等；目前這類疾病病因尚不明確並無有效治癒手段，且嚴重威脅著患者的生活質量，近年來，科學家們在退行性疾病研究領域取得了多項研究成果，本文中，小編對相關研究進行整理，分享給大家！

【1】Lab Invest：人工智慧有助於鑑定神經退行性疾病

doi：10.1038/s41374-019-0202-4

根據西奈山伊坎醫學院進行的一項研究，研究人員開發了一種人工智慧平臺，用於檢測人類大腦組織樣本中的一系列神經退行性疾病，包括阿爾茨海默病和慢性創傷性腦病，相關結果發表在發表在《Laboratory Investigation》雜誌上。他們的發現將幫助科學家開發出有針對性的生物標誌物和治療劑，從而更準確地診斷複雜的腦部疾病，從而改善患者的治療效果。

神經原纖維纏結中大腦中異常tau蛋白的累積是阿爾茨海默病的一個特徵，但它也累積在其他神經退行性疾病中，如慢性創傷性腦病和其他與年齡相關的疾病。準確診斷神經退行性疾病具有挑戰性，需要訓練有素的專家。

西奈山計算和系統病理學中心的研究人員開發並使用精確信息平臺，將強大的機器學習方法應用於使用來自患有神經退行性疾病的患者的組織樣本製備的數位化顯微鏡載玻片。應用深度學習，這些圖像被用於創建卷積神經網絡，能夠直接從數位化圖像中高精度地識別神經原纖維纏結。

【2】Cell Rep：新研究揭示神經退行性疾病的發病機制

doi：10.1016/j.celrep.2018.12.107

最近一項研究中，維吉尼亞大學醫學院的科學家已經確定了阿爾茨海默氏症，帕金森病和其他神經退行性疾病中特定腦細胞神秘死亡的潛在原因。

新的研究表明，由於腦細胞中天然存在的基因變異，細胞可能會死亡，直到最近，這些基因變異被認為是相同的。這種變化稱為「體細胞嵌合體」，它可以解釋為什麼顳葉中的神經元是阿爾茨海默氏症中第一個死亡的神經元，以及為什麼多巴胺能神經元是帕金森氏症中第一個死亡的神經元。文章中，研究者等人首次發現了個體腦細胞基因組成的意外變化。這一發現可能不僅有助於解釋精神分裂症，還有抑鬱症，雙相情感障礙，自閉症和其它疾病。

【3】PNAS：治療神經退行性疾病的新方法

doi：10.1073/pnas.1807206115

根據最近一項研究，科學家們已經確定了導致神經退行性腦疾病發生的聚穀氨醯胺毒性蛋白結構特徵以及早期神經病理學機制。隨著人類預期壽命的增加，患有神經退行性疾病的患者數量正在迅速增長。儘管許多學者致力於研究神經退行性腦疾病的發病機制和進展，但尚未發現。由於很難早期診斷疾病，因此仍有太多工作要開展實際治療。

在這項研究中，研究人員發現，聚穀氨醯胺毒性蛋白的捲曲螺旋結構就像纏繞的電話線，導致神經元和早期神經退行性疾病的快速變形，如亨廷頓氏舞蹈病和脊髓小腦性共濟失調。蛋白質彼此具有異常組合以形成聚穀氨醯胺毒性蛋白質的捲曲螺旋結構。研究小組發現，神經元內多聚穀氨醯胺毒性蛋白的捲曲螺旋結構通過與'Foxo蛋白'結合而引起早期神經病變，'Foxo蛋白'調節樹突的形成，作為轉錄因子。

【4】Cell Rep：神經退行性疾病的早期診斷

doi：10.1016/j.celrep.2018.07.023

最近，來自Basel大學的研究者們發現了一種促進阿茲海默症等神經退行性疾病發生的關鍵因子。這類細胞因子是由於細胞內線粒體的壓力反應產生的，相關結果發表在最近一期的《Cell Reports》雜誌上。人類細胞的正常功能的形式是需要細胞器的協同工作。在很多情況下，細胞器之間的交流的損傷會導致壓力反應的出現。最近 ，研究者們發現了大腦神經元中損傷反應的機制。

這些神經學家們發現線粒體功能的損傷會導致周圍細胞器的功能的接連損傷，從而導致壓力反應因子「FGF21」的釋放，並且導致線粒體的損傷。研究者們進一步發現這一損傷現象在神經退行性疾病的發生過程中也會出現，而且會在神經元死亡之前發生。

【5】AJHG：科學家們發現引發神經退行性疾病的關鍵基因

doi：10.1016/j.ajhg.2018.07.006

最近，來自貝勒醫學院的研究者們發現IRF2BPL的突變伴隨著一種神經性紊亂症狀的發生。作者們認為這種因突變導致的蛋白質功能的喪失是神經功能紊亂的原因。相關結果發表在最近一期的《American Journal of Human Genetics》雜誌上。「此前我們發現一類患有未知病因的神經紊亂症狀的患者，這些患者以及其家族成員的DNA測序結果表明IRF2BPL或許是導致病發的原因之一」。該研究的通訊作者，來自貝勒醫學院的教授Hugo Bellen博士說道。不幸的是，這一潛在基因的功能目前仍不明確。

在這項研究中，作者發現無名患有嚴重神經紊亂症狀的患者存在IRF2BPL的無義突變，這種突變會導致蛋白質無法完整編碼，功能完全喪失。另外兩名患者症狀較輕，分析結果表明其存在錯義突變。在這種情況下，患者的基因中的某個核酸發生了突變，進而影響到了某個胺基酸的組成。此外，作者發現這種突變效應屬於顯性，及兩個拷貝中的一個發生突變就會導致疾病的發生。

【6】Cell：治療神經退行性疾病有戲！核輸入受體可逆轉異常聚集的RNA結合蛋白

doi：10.1016/j.cell.2018.03.00

許多被稱作核RNA結合蛋白（RBP）的特殊分子，當錯誤地被放置在細胞核外面時，會形成包括額顳葉痴呆症（FTD）和肌萎縮性脊髓側索硬化症（ALS）在內的幾種腦部疾病中觀察到的有害蛋白團塊。由這些致病性蛋白形成的團塊含有導致神經細胞損傷的粘性原纖維。為此，人們想要逆轉這些團塊的形成，並將RBP蛋白重新放回細胞核內的適當位置上。

在正常情形下，核輸入受體（nuclear-import receptor， NIR）結合到RBP蛋白的特定胺基酸序列上，引導它們進入細胞核。在一項新的研究中，美國賓夕法尼亞大學佩雷爾曼醫學院的生物化學與生物物理學副教授James Shorter博士及其團隊描述了當將NIR添加到由蛋白TDP-43和FUS形成的聚集物中時，會發生什麼，其中蛋白TDP-43和FUS與這些神經退行性疾病相關聯。

【7】Sci Rep：引發神經退行性疾病發生的關鍵基因

doi：10.1038/s41598-018-19198-0

根據最近一項研究，一類新發現的基因或許能夠解釋影響人類行走以及思考的的疾病發生的原因。這一基因叫做BSN，該基因對於中樞神經系統的功能十分關鍵。該基因的突變會導致患者出現類似於進行性核上麻痺（PSP）的症狀。

PSP是帕金森病的一種，由於可以以不同方式對人體造成影響，因此往往難以診斷。該疾病伴隨著很多嚴重的健康問題的發生，例如行走困難，失去平衡杆，以及認知能力下降等等。近日，來自日本的研究者們這種對發病症狀類似於PSP以及阿茲海默症的患者進行了研究，並將其與後兩者進行了比較，儘管在症狀方面存在很多相似性，但深入的病理學分析結果表明新發現的這類疾病與後兩種已知的疾病並不相同，因此研究者們希望進一步了解該疾病發生的內在機制。

【8】Rejuv Res：幹細胞療法會成為神經退行性疾病的最佳希望嗎？

doi：10.1089/rej.2017.1946

由於大腦的自身修復或再生能力有限，幹細胞或將成為針對受傷、衰老或疾病造成的大腦組織損傷或退化的最好治療方法。雖然幹細胞療法在前臨床測試中表現出了希望，但在動物試驗中的得到的結果在人類患者中並不一定有效，並且人類臨床研究會受到規模和數量的限制。最近在Mary Ann Liebert，Inc.出版社出版的同行評議期刊Rejuvenation Research上發表的一項研究關注了幹細胞和新興治療藥物在神經退行性疾病中的潛在價值。

文章中，研究者們討論了使用不同類型幹細胞作為治療手段的潛在優勢和障礙，包括胚胎幹細胞（ESC）、間充質幹細胞（MSC）誘導多能幹細胞（ipsC）和神經幹細胞（NSC）。他們也提供了證據來支持對二甲雙胍和褪黑激素混合物和白藜蘆醇、薑黃素和乙醯左旋肉鹼等天然抗氧化劑的更深入研究。

【9】Acta Neuropathol Commun：科學家們開發出診斷神經退行性疾病的新方法

doi：10.1186/s40478-018-0508-2

最近，來自NIH的科學家們開發出了一種快速的早期檢測包括阿茲海默症在內的神經退行性疾病的發紅髮。這項研究中，作者檢測60份腦脊液樣本，其中12份屬於帕金森患者，17份屬於存在路易氏小體的痴呆症患者，還有31份屬於健康人。作者發現這種檢測手段能夠準確地排除31份健康人患病的風險，而診斷帕金森症與痴呆症的準確率也達到了93%。

重要的是，這一檢測結果能夠在兩天之內給出，相比常規的檢測手段要高出11天之多。相關結果發表在最近一期的《Acta Neuropathologica Communications》雜誌上。大部分神經紊亂疾病，包括帕金森病以及存在路易氏小體的痴呆症在內，患者大腦中存在一種叫做alpha-synuclein的蛋白質的異常沉積，它們在大腦中會形成路易氏小體。該疾病的病理進程與哺乳動物中的朊病毒疾病十分相似。

【10】Sci Trans Med：蟲子感知危險的機制為治療神經退行性疾病提供啟示

doi：10.1126/scisignal.aan4893

最近，研究者們發現蟲子也能夠學習，而且基於對它們學習方式以及應對環境中危險的行為的理解，或許有助於找到治療神經退行性疾病患者的治療方法。

最近，來自愛荷華大學的研究者們研究了線蟲是如何應對環境中的壓力的。作者將線蟲放在存在著致命性病原體的環境中，一部分線蟲同時接受了能夠引發防禦機制的嗅覺信號刺激，這一刺激能夠導致壓力條件下防禦機制的建立，從而保護線蟲的細胞以及提高其存活的機率，而沒有受到氣味刺激的線蟲則不會引發防禦效應。這兩組線蟲在分別於致命性病原體接觸時，接受過刺激的線蟲能夠更快地引發細胞防禦效應，從而能夠導致更高几率的存活。（生物谷Bioon.com）

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