阿尔茨海默氏病是如何慢慢放弃其秘密

虽然阿尔茨海默病的原因仍然是一个谜,遗传研究现在提供有关疾病如何发展的线索。 我们知道,罕见的遗传突变可能会引起早发性阿尔茨海默病,然而,遗传和环境因素都与更常见的迟发型疾病有关。 通过收集关于成千上万人的基因构成的信息,我们小组的科学家和其他人几乎已经发现了这些信息 30基因变体 这在疾病中更常见。

大脑中许多这些“风险基因”的功能是未知的,但它们似乎通过生物功能聚集,使我们更深入地了解阿尔茨海默病的相关机制。 从这些遗传发现中牵涉到阿尔茨海默氏症的生物学功能之一是物质向细胞的运输,称为 内吞作用。 当物质不能被动地穿过细胞膜时,细胞就会向内发芽,从而在一个充满液体的小囊中捕获货物。

我们的研究小组正在研究这些内吞基因在大脑中的作用。 使用培养皿中生长的细胞,我们可以操作它们表达的蛋白质,并测量细胞摄取材料的变化。 这有助于我们理解当这些基因在阿尔茨海默病中受损时会发生什么。

内吞作用是一种普遍重要的细胞功能,所有的细胞都需要进食和饮用。 它也负责许多其他重要的任务,包括交流,运输和清理废物,如β-淀粉样蛋白。 这是通常分解和消除的健康大脑中产生的蛋白质。 然而,在阿尔茨海默病中,认为β-淀粉样蛋白产生的不平衡和从脑中去除 一个积聚 并形成粘性团块,称为斑块,这对神经元是有毒的。

大脑家务

清除β-淀粉样蛋白是大脑免疫细胞小胶质细胞所发挥的功能之一。 当入侵者进入大脑时,他们是第一响应者。 他们利用内吞能力吞噬和摧毁废物和传染物。 在阿尔茨海默病中,这种功能是关键,因为他们消耗β-淀粉样蛋白,通过其内部的废物处理系统分解。


内在自我订阅图形


β-淀粉样蛋白也可以通过整个人脑中血管的650km去除。 内衬血管的内皮细胞在血液和大脑之间形成紧密的屏障。 这停止有毒物质,但允许营养物质进入并且浪费产品逃脱。 β-淀粉样蛋白通过内吞作用的特殊形式从脑中除去,所述内吞作用涉及与内皮细胞表面上的受体结合,如锁和钥匙。 这触发了它的内在化,并被传送穿过细胞并沉积在血液中, 防止在大脑中积聚.

β-淀粉样蛋白如何到达那里呢?

β-淀粉样蛋白的确切功能目前尚不清楚,但它可能在正常的脑生理中起作用,只是在过量时才成为问题。 它是由淀粉样蛋白前体蛋白(APP)分解产生的,在脑细胞表面发现。

APP可以分解进去 两种不同的方式,其中只有一个产生β-淀粉样蛋白。 负责该途径的酶位于细胞内,所以APP必须经历胞吞作用才能分解成β-淀粉样蛋白片段。

我们的部分研究涉及测量APP分解导致的由细胞产生的β-淀粉样蛋白和其他片段的量。 比较健康细胞和那些阿尔茨海默病风险基因被操纵的细胞,可以让我们了解这些基因在β-淀粉样蛋白生成中的参与。 在这里,内吞作用也是阿尔茨海默病潜在发展的重要一环。

这就说明了内吞作用对于大脑健康至关重要的三个例子,以及这些中的任何一个的缺陷如何成为阿尔茨海默病发展的促成因素。 事实上,许多其他的生物学过程都牵涉到基因研究,而这些过程不可能是相互排斥的。 随着生活方式和环境风险因素的增加,阿尔茨海默氏症非常复杂。 尽管如此,通过了解所涉及的各种机制,我们可以开始确定潜在的治疗目标。 就像一个七巧板,我们正在使用遗传信息作为一个角落,从而形成一个更加清晰的整体疾病图像。

关于作者

Anna Burt博士研究员, 卡迪夫大学

这篇文章最初发表于 谈话。 阅读 原创文章.

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