神经外科

研究表明:慢性创伤性脑病是一种朊病毒疾病

作者:佚名 来源: Medicalxpress 日期:2016-12-06
导读

         根据加利福尼亚州旧金山科学家领导的一项新研究,共享生物学机制可以驱动阿尔茨海默病(AD)和慢性创伤性脑病(CTE)的进展,所述慢性创伤性脑病是与反复脑震荡和脑创伤相关的神经变性病症。

关键字:  创伤性脑病 

根据加利福尼亚州旧金山科学家领导的一项新研究,共享生物学机制可以驱动阿尔茨海默病(AD)和慢性创伤性脑病(CTE)的进展,所述慢性创伤性脑病是与反复脑震荡和脑创伤相关的神经变性病症。

 

AD和CTE都被分类为“tau蛋白病”,其特征在于在脑的神经细胞内部不适当地折叠和聚集称为tau(具有“如何”的韵律)的蛋白质。所得的tau聚集体,被称为神经原纤维缠结,对神经元是有毒的,并且被认为是造成在两种疾病中看到的行为改变和认知衰退的原因。

 

新研究的资深作者,神经退行性疾病研究所(IND)主任Stanley Prusiner,MD长期以来认为错误折叠的tau通过大脑传播,形成朊病毒,类似于引起诸如牛海绵状脑病(BSE或“疯牛病”)的疾病增殖蛋白。Prusiner在1997年被授予诺贝尔奖,以发现朊病毒在疯牛病和相关疾病中的作用。

 

新的研究使用一个实验平台设计来测试人类细胞培养物中的朊病毒传播正如2016年11月28日在美国国家科学院的在线早期版本报道,来自AD或CTE患者的脑的错误折叠的tau在这些细胞培养物中繁殖并在相同条件下形成聚集体。但是其他神经退行性疾病患者的tau样本成功繁殖,例如Pick氏病,一种罕见的痴呆症,影响大脑的额颞叶。

 

神经病学助理教授Amanda Woerman博士和IND的成员说:“这项工作告诉我们在tau蛋白病之间有固有的差异,有时候是相似的。当我们开发新的治疗方法来阻止这些疾病的发展和神经变性时,我们可能会发现我们需要一种特别为阿尔茨海默病和CTE设计的药物。

 

CTE患者样品由波士顿大学医学院神经病学和病理学教授Ann McKee,MD提供,并且是运动员和退伍军人中CTE研究的领导者。代表其他tau蛋白病的患者样品由Lea T.Grinberg,MD,PhD和William W. Seeley,MD提供,两者都是神经学的副教授和UCSF记忆和衰老中心的成员。

 

Tau通常稳定微管,形成细胞的内部支架并帮助运输各种蛋白质。被称为重复结构域的tau蛋白的一部分,因此被称是因为氨基酸的特定序列在该区域中重复,帮助tau通过与微管紧密结合来实现这种稳定作用。tau蛋白在该区域含有3个重复(3R)或4个重复(4R)。

 

皮克病的特征在于3R tau的聚集,而另一种称为进行性核上性麻痹(PSP)的神经变性病症与4R聚集体相关。在AD和CTE中看到的聚集体由3R和4R二者组成。

 

细胞培养平台依赖于携带数个拷贝的3R tau4R tau或两者的人来源的细胞系(HEK细胞),每个融合称为黄色荧光蛋白。这种方法是基于最初由前UCSF教授Marc Diamond,MD(现为德克萨斯州达拉斯UT西南医学中心的阿尔茨海默氏病和神经变性疾病中心主任)所设计的细胞系,其使用了4R。

 

这些融合的tau蛋白充当“模板”以测试朊病毒繁殖将来自患者脑死后获得的tau蛋白加入到含有工程改造的HEK细胞的培养基中,并且如果它们导致融合的tau-YFP蛋白聚集,则YFP发射可以精确测量强荧光信号。这个平台的巨大优势是可以在短短四天内可靠地检测到传播,这是神经变性疾病研究中的一个重要方法,通常发展非常缓慢。

 

在新的研究中,来自Pick病患者的tau蛋白在携带3R tau的HEK细胞中成功繁殖,而来自PSP患者的tau蛋白成功感染表达4R tau的HEK细胞。然而,来自AD或CTE患者的tau蛋白没有在任一条件下繁殖相反,只有当HEK细胞表达3R和4R tau时,繁殖才成功。

 

Woerman说“我们知道,阿尔茨海默病和CTE患者脑中的缠结都由3R和4R tau组成”。在这项研究之前未知的是这些3R和4R tau蛋白是否能够单独繁殖,或者是否需要两种形式的繁殖,我们的研究表明后者似乎是这样。

 

Woerman说:“这些发现对新药物的开发有影响,允许科学家测试针对疾病特异性tau蛋白朊病毒的潜在疗法,以潜在地确定哪些患者将对给定药物反应,并且还用于创建更好的诊断工具

 

在仅仅过去两年中,围绕成像探针的出现已经有很大的突破,其允许通过正电子发射断层摄影术(PET)检测脑中的tau沉积 - 在这种发展之前,tau仅能在死后测量脑组织。但是Woerman说:“这些探针在AD中最好,在其他神经退行性疾病中效果不好,她建议更好地了解疾病特异性tau亚型,如新研究中所记录的,可能是创建更精确探针的关键。

 

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