突破性研究将脑内微小气泡与阿尔茨海默氏症进展联系起来

突破性研究将脑内微小气泡与阿尔茨海默氏症进展联系起来 Jerold Chun 领导的最新研究揭示，阿尔茨海默病患者的脑泡携带独特的遗传指令，可能会引发疾病加重。该研究发现了大量的全长 mRNA 和与炎症相关的独特基因表达模式，为阿尔茨海默氏症的病理研究提供了新的视角，也为早期检测和治疗提供了潜在的途径。这张细胞外囊泡的照片是使用共焦激光扫描显微镜拍摄的。膜被荧光染料染色。图片来源：巴塞尔大学 Tomaž Einfalt在这项研究中，研究人员把所研究的微小脑泡称为细胞外小泡（sEVs）。人体内的大多数细胞都会产生这些微小的生物水球，用来运送各种蛋白质、脂类和细胞代谢的副产品，以及受体细胞用来构建新蛋白质的RNA核酸代码。由于这种具有生物活性的货物很容易引起其他细胞发生变化，因此科学家们对大脑 sEV 很感兴趣，因为它既能传递正常的指令，也能传递错误的指令，这些错误的指令会随着神经退行性疾病（如阿尔茨海默氏症）的发展而在大脑中积累。免疫荧光用于验证原代细胞培养物的纯度。图片来源：Chun 实验室要成为不需要的蛋白质积累的潜在因素，sEV 必须携带有足够信息的蓝图，使其他细胞能够产生有问题的蛋白质。之前的大多数研究表明，携带蛋白质计划的信使核糖核酸（mRNA）被切割成太多较短的片段，无法让受体细胞改变其构建模式。桑福德-伯纳姆-普雷斯遗传疾病与衰老研究中心教授 Chun 说："我们在研究中发现的情况恰恰相反。通过使用一种相对较新的DNA测序技术PacBio长读测序技术，我们鉴定出了1万多个全长mRNA。"研究小组从 12 份由确诊为阿尔茨海默病患者捐献的死后大脑样本和 12 份由未患阿尔茨海默病（或任何其他已知神经系统疾病）的捐献者捐献的大脑样本的前额叶皮层中分离出了 sEVs。鉴定出的mRNA中有近80%是全长的，可以被受体细胞转录成有活力的蛋白质。第一作者、Sanford Burnham Prebys 博士后研究员 Linnea Ransom 博士说："为了证实人类样本中长读程测序的结果，我们还研究了从小鼠细胞中分离出来的囊泡。我们在三种脑细胞类型（星形胶质细胞、小胶质细胞和神经元）中发现了类似的平均78%到86%的全长转录本"。负染色透射电子显微镜用于确认小鼠神经元（如上图所示）以及小鼠星形胶质细胞和小胶质细胞中的小细胞外囊泡的分离情况。资料来源：Chun 实验室除了分析和验证大脑 sEV 中 mRNA 长度的结果外，研究人员还比较了 sEV mRNA 转录组中反映的基因序列。在阿尔茨海默氏症样本中，700 个基因的表达量有所增加，而近 1500 个基因的活性有所降低。科学家们确定，700 个上调基因与炎症和免疫系统激活有关，这与阿尔茨海默病等神经退行性疾病中已知的大脑炎症模式相吻合。研究人员还发现，在先前的全基因组关联研究中，许多与阿尔茨海默病相关的基因也出现在阿尔茨海默病 sEVs 中。Chun说："这些囊泡中的基因表达变化揭示了一种炎症特征，它可能是了解阿尔茨海默氏症进展过程中大脑疾病进程的一个窗口。"在这项研究之后，Chun 和他的团队将深入研究细胞如何包装 sEVs，以及所包含的 mRNA 编码如何导致受阿尔茨海默病影响的其他脑细胞发生功能变化。更好地了解sEVs及其mRNA内容可能有助于发现生物标志物，从而提高对阿尔茨海默病和其他潜在神经系统疾病的早期检测，同时确定新的疾病机制，提供新的治疗靶点。此外，sEV是在细胞间运输生物活性货物的天然载体，因此也有可能将其用作未来脑部疗法的靶向递送系统。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

针对阿尔茨海默氏症的研究发现女性大脑中有更多"老"细胞

针对阿尔茨海默氏症的研究发现女性大脑中有更多"老"细胞 加利福尼亚大学圣迭戈分校的工程师们发现，某些脑细胞比其他脑细胞衰老得更快，在阿尔茨海默氏症患者中更为常见。他们还注意到，特定脑细胞的衰老在性别间存在差异，与男性大脑皮层相比，女性大脑皮层中"老"少突胶质细胞的比例相对于"老"神经元更高。这一发现得益于一种名为MUSIC（单细胞多核酸相互作用图谱）的新技术，它能让研究人员窥视单个脑细胞内部，并绘制出染色质即DNA和RNA的紧密盘绕形式之间的相互作用图谱。这项技术使研究人员能够以单细胞分辨率观察这些相互作用，并研究它们如何影响基因表达。这项工作的详细情况发表在《自然》杂志上的一篇论文中。该研究的资深作者、加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院舒建-基因-雷生物工程系教授钟胜说："MUSIC 是一种强大的工具，可以让我们更深入地挖掘阿尔茨海默病的复杂性。这项技术有可能帮助我们发现阿尔茨海默病病理的新分子机制，从而为更有针对性的治疗干预和改善患者预后铺平道路。"人脑中的细胞组成了一个复杂的网络，它们以错综复杂的方式进行交流和互动。在每个细胞中，包括染色质和 RNA 在内的基因成分动态地相互作用，决定着细胞的关键功能。随着脑细胞的生长和衰老，染色质和 RNA 之间的相互作用也会发生变化。而在每个细胞内，这些复合物也会发生很大变化，尤其是在成熟细胞中。然而，揭示这些相互作用的细微差别仍然是一项艰巨的挑战。MUSIC是一种尖端工具，它为了解单个脑细胞的内部运作提供了一个窗口。钟教授的团队利用 MUSIC 分析了 14 名 59 岁及以上捐献者的死后大脑样本，特别是人类额叶皮层组织，其中有些人患有阿尔茨海默病，有些人则没有。他们发现，不同类型的脑细胞表现出染色质和 RNA 之间不同的相互作用模式。有趣的是，短程染色质相互作用较少的细胞往往表现出衰老和阿尔茨海默病的迹象。钟说："通过这种变革性的单细胞技术，我们发现有些脑细胞比其他脑细胞'老'。他解释说，值得注意的是，与健康人相比，阿尔茨海默氏症患者的这些老化脑细胞比例更高。"这一发现有助于开发阿尔茨海默病的新疗法。如果能确定这些老化细胞中的失调基因，并了解它们在局部染色质结构中的功能，那就能确定新的潜在治疗靶点。研究还发现了脑细胞衰老的性别差异。在雌性小鼠的大脑皮层中，研究人员发现老化的少突胶质细胞与老化的神经元的比例更高。少突胶质细胞是一种脑细胞，为神经元周围提供保护层。鉴于少突胶质细胞在维持大脑正常功能方面的关键作用，老化少突胶质细胞的增加可能会加剧认知能力的衰退。女性大脑皮层中存在不成比例的老化少突胶质细胞，这可能会对女性患神经退行性疾病和精神疾病的风险增加带来新的启示。接下来，研究人员将致力于进一步优化MUSIC，以便利用它来识别导致特定脑细胞加速衰老的因素，如调控基因和基因回路。随后，研究人员将制定策略来阻碍这些基因或基因回路的活动，希望能减轻大脑的衰老。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

研究发现男性和女性大脑在认知能力上存在显著差异

研究发现男性和女性大脑在认知能力上存在显著差异 虽然许多研究都测试了星形胶质细胞受体对行为的影响，但没有一项研究涉及生理性别是否起作用，而且大多数研究只测试了男性。5月24日发表在《细胞报告》（Cell Reports）上的这项研究挑战了长期以来的假设，即星形胶质细胞信号传导对两性具有相似的认知效应。威尔康奈尔医学院费尔家族脑与心智研究所和海伦与罗伯特-阿贝尔阿尔茨海默氏症研究所的Nan和Stephen Swid额颞叶痴呆症研究助理教授、神经科学助理教授Anna G. Orr博士说："我们的研究发现，以前报道的男性认知效应不能推断到女性身上。"在各种已知存在性别差异的神经系统疾病中，包括神经退行性疾病、精神分裂症、中风和癫痫，都会出现星形胶质细胞受体的变化。然而，人们对促进性别差异的机制仍然知之甚少。男女大脑有何不同？在这项研究中，第一作者、奥尔实验室前研究生萨曼莎-M-梅多斯（Samantha M. Meadows）博士重点研究了mGluR3，它是星形胶质细胞中的主要谷氨酸受体，也是痴呆症的首要改变基因。研究小组利用基因编辑和刺激动物模型中的工程受体来选择性地操纵星形胶质细胞，并研究 mGluR3 和相关受体对学习、记忆以及其他认知和行为结果的影响。研究人员发现，提高星形胶质细胞的mGluR3水平可增强老年女性的记忆力，而降低这些水平则足以损害年轻女性的记忆力，这表明mGluR3可促进女性的记忆回忆。然而，在男性中，降低mGluR3水平会增强记忆力，而提高受体水平则没有影响。Meadows博士说："有趣的是，这些受体对认知的影响在两性之间并不一致。"这张小鼠海马体的图像显示了星形胶质细胞（绿色）、神经元（红色）和细胞核（蓝色）上的 mGluR3 受体。图片来源：奥尔实验室为了了解这些不同的效应是mGluR3所独有的，还是反映了星形胶质细胞受体信号转导的更广泛特征，Meadows博士与合著者、脑与心智研究所和阿佩尔阿尔茨海默病研究所神经科学研究助理教授Adam L. Orr博士合作，在小鼠执行涉及学习和记忆的任务时选择性地刺激不同的星形胶质细胞受体。令他们惊讶的是，研究小组发现了进一步的证据，表明受体激活会导致记忆增强或受损，这取决于生物性别。亚当-奥尔博士说："正常的大脑功能似乎需要特定性别的星形胶质细胞信号平衡。"这项研究表明，正在开发用于治疗精神分裂症和焦虑症等疾病的mGluR3调节剂可能需要进一步研究，以评估它们对不同性别的影响。影响星形胶质细胞受体的治疗药物可能会导致性别特异性认知效应，部分原因是星形胶质细胞在男性和女性中的作用不同。实验室正在研究是什么导致了这种不同的影响，以及大脑的其他功能是否也会以性别特异性的方式发生变化。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

梅奥诊所的新研究揭示了阿尔茨海默病的分子线索

梅奥诊所的新研究揭示了阿尔茨海默病的分子线索 梅奥诊所的研究人员及其合作者发现了这种功能障碍的独特分子特征，有可能为这种疾病带来新的诊断和治疗方法。他们的研究成果发表在《自然通讯》（Nature Communications）上。"这些特征很有可能成为捕捉阿尔茨海默病大脑变化的新型生物标记物，"资深作者、佛罗里达州梅奥诊所神经科学系主任、梅奥诊所阿尔茨海默病遗传学和内表型实验室负责人、医学博士Nilüfer Ertekin-Taner说。为了开展这项研究，研究小组分析了梅奥诊所脑库中的人类脑组织，以及已发表的数据集和合作机构的脑组织样本。研究队列包括 12 名阿尔茨海默病患者和 12 名未确诊阿尔茨海默病的健康患者的脑组织样本。所有参与者都捐献了自己的组织用于科学研究。研究人员说，利用这些数据集和外部数据集，研究小组分析了六个以上脑区的数千个细胞，使这项研究成为迄今为止对阿尔茨海默病血脑屏障最严格的研究之一。他们重点研究了脑血管细胞（占大脑细胞类型的一小部分），以研究与阿尔茨海默病有关的分子变化。他们特别研究了在维持血脑屏障方面发挥重要作用的两种细胞类型：维持血管完整性的大脑"守门员" - 周细胞，以及它们的支持细胞 - 星形胶质细胞，以确定它们是否以及如何相互作用。他们发现阿尔茨海默病患者的样本显示出这些细胞之间的交流发生了改变，这种改变是由一对分子介导的，这对分子被称为VEGFA和SMAD3，前者能刺激血管生长，后者则在细胞对外部环境的反应中发挥着关键作用。研究人员利用细胞和斑马鱼模型验证了他们的发现，即血管内皮生长因子水平升高会导致大脑中SMAD3水平降低。研究小组使用了阿尔茨海默病患者捐献者和对照组捐献者的血液和皮肤样本中的干细胞。他们用VEGFA处理这些细胞，观察它对SMAD3水平和整体血管健康的影响。VEGFA处理导致脑周细胞中SMAD3水平下降，表明这些分子之间存在相互作用。研究人员说，血液中SMAD3水平较高的捐献者血管损伤较小，阿尔茨海默病相关结果较好。研究小组说，还需要更多的研究来确定大脑中的SMAD3水平如何影响血液中的SMAD3水平。研究人员计划进一步研究 SMAD3 分子及其对阿尔茨海默病的血管和神经退行性结果，并寻找其他可能参与维持血脑屏障的分子。编译自/ScitechDailyDOI: 10.1038/s41467-024-48926-6 ... PC版： 手机版：

GLP-1减肥药物被发现可用于治疗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症

GLP-1减肥药物被发现可用于治疗阿尔茨海默氏症和帕金森氏症 这项研究的合著者、多伦多大学医学系教授丹尼尔-德鲁克（Daniel Drucker）说："GLP-1 药物真正有趣的一点是，除了控制血糖和体重之外，它们似乎还能减少慢性代谢疾病的并发症。我们从临床研究中得知，GLP-1 能在人体内发挥这些神奇的作用，但我们并不完全清楚它是如何起作用的"。胰高糖素样肽-1（GLP-1）受体激动剂已成为继 mRNA 疫苗之后最受关注的医学科学发展成果。塞马鲁肽和替扎帕肽的品牌名称包括 Ozempic、Wegovy 和 Mounjaro，它们最初用于有效治疗 2 型糖尿病，但后来作为一种新的、备受推崇的减肥药物而声名鹊起。德鲁克和团队相信，这并不是他们"超能力"的极限，他们对炎症与 GLP-1 药物之间的关系非常感兴趣。研究人员发现了一种新的、迷人的、可能改变生命的与其他器官的相互作用，尤其是与大脑的相互作用。德鲁克说："奇怪的是，在所有这些GLP-1似乎起作用的其他器官中找不到很多GLP-1受体。"研究小组发现，在患有炎症（由免疫系统对细菌细胞壁成分或细菌浆液的反应引起）的小鼠身上，GLP-1 激动剂能减轻病情，但只有在大脑中的受体没有被阻断时才会如此。这证明了 GLP-1 药物与炎症和大脑-免疫系统轴相互作用的一种新方式，而与它们的其他已知益处无关。鲁能菲尔德-坦能鲍姆研究所所长安妮-克劳德-金格拉斯（Anne-Claude Gingras）说："当科学界当之无愧地庆祝GLP-1激动剂及其影响时，还有许多未知数。这项研究加深了我们对新陈代谢以及调节新陈代谢的复杂大脑免疫网络的理解。"在阿尔茨海默氏症和帕金森氏症中，病理蛋白β-淀粉样蛋白和α-突触核蛋白分别与某些受体相互作用，引发多种炎症途径。如果能用 GLP-1 受体激动剂来调节这些蛋白和受体的活性，就能有效治疗这些退行性疾病中的神经炎症。研究小组现在希望确定哪些脑细胞与 GLP-1 以及心脏、肝脏和肾脏的其他炎症模型发生了相互作用，这为治疗这些器官的相关慢性疾病带来了巨大希望。这项研究发表在《细胞代谢》杂志上。 ... PC版： 手机版：

单剂量基因疗法可阻止致命脑部疾病的发生

单剂量基因疗法可阻止致命脑部疾病的发生 这些积聚与破坏性神经退行性疾病有关，如运动神经元病（MND），又称肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）或卢格里格氏病，以及额颞叶痴呆症（FTD）。多发性硬化症是一种进展迅速的疾病，会影响大脑和脊髓与肌肉沟通的能力，导致身体虚弱，并随着时间的推移而恶化。渐冻人症是一组以大脑额叶和颞叶神经元缺失为特征的疾病，会导致行为、性格和/或语言表达或理解能力的退化。这两种疾病都无法治愈，并最终导致死亡。悉尼麦考瑞大学（Macquarie University）的研究人员首次发现了病理 TDP-43 在 MND 和 FTD 中累积的机制，并创造了一种基因疗法来清除堵塞物并防止它们再次形成。这项研究的共同通讯作者拉尔斯-伊特纳说："我们首次发现，在出现病理性 TDP-43 的地方，第二种蛋白质 14-3-3 也会增加。这两种蛋白质相互作用，导致了细胞内的这些堆积。由此，我们能够分离出一种控制这种相互作用的短肽，这就是我们用来制造 CTx1000 的原料。"研究人员发现，在小鼠体内，单剂量的 CTx1000 只针对"坏的"TDP-43，而不伤害健康的 TDP-43。它不仅安全，而且即使在治疗时出现症状也有效。伊特纳说："重要的是，CTx1000 只针对病态 TDP-43，让健康的 TDP-43 蛋白生成并不受阻碍地工作。当我们在实验室中使用它时，它能溶解积聚的TDP-43蛋白，标记TDP-43蛋白供身体回收利用，并防止形成新的TDP-43蛋白"。研究突破：Annika van Hummel 博士、Yazi Ke 教授和 Lars Ittner 教授希望他们的最新研究能够治疗一些最具破坏性的神经系统疾病。 图片：Samantha Christensen萨曼莎-克里斯滕森麦考瑞大学的研究人员花了 15 年时间才实现这一点。这项研究的第一作者和共同通讯作者柯雅姿说："这跨越了十多年的工作，从发现一直到潜在的治疗方法。在实验室条件下，我们看到CTx1000即使在晚期也能阻止MND和FTD的进展，并解决与FTD相关的行为症状"。他们很想知道这些发现是否会转化到人类身上。柯说："我们殷切希望，当这一技术进入人体试验阶段时，它不仅能阻止人们死于 MND 和 FTD，甚至还能让患者通过康复恢复部分丧失的功能。"由于研究人员在实验室中研究了 TDP 基因的多种突变，因此这种疗法的应用范围可能超出这两种病症。合著者安妮卡-范-胡梅尔（Annika van Hummel）说："我们想毫无疑问地证明，这种方法在不同情况下都能奏效。虽然我们最初专注于MND和FTD，但......大约50%的阿尔茨海默氏症病例也显示出TDP病理，因此未来这种疗法有可能转化为其他神经退行性疾病的治疗方法。"这项研究发表在《神经元》杂志上。 ... PC版： 手机版：