近期,發表在Cell旗下神經生物學頂級學術期刊《Neuron》上的研究表明,將一種特殊類型的神經元移植至大腦可以恢復阿爾茲海默症的認知功能。

就像管弦樂隊,人的大腦依靠許多元素的完美協調才能正常工作,如果其中的某一個元素不同步,那麼整體功能將會受到影響。例如,對於阿爾茲海默症患者,特定神經元的損傷可以改變腦波節律,導致認知功能的喪失。

增強中間神經元,恢復衰退的大腦功能

抑制性中間神經元(inhibitory interneuron)對腦節律的管理特別重要,這也是這篇論文的重點研究對象。加利福尼亞大學的科研人員揭示,通過遺傳學改善這些中間神經元,並將其移植至阿爾茲海默症動物模型大腦中,會帶來潛在的治療益處。

中間神經元控制著神經元之間的複雜網路,使神經元之間以協調的方式互相發送信號。中間神經元就像是管弦樂隊的指揮者,它們在大腦中創造節奏以指導神經元的興奮與停止。神經元之間不平衡產生的不和諧可能造成多種神經和精神性疾病,包括阿爾茲海默、癲癇、精神分裂症和自閉症。

該研究團隊曾發表研究揭示,阿爾茲海默症模型小鼠的抑制性中間神經元不能正常工作,組織興奮性細胞的節奏受到了干擾,不能和諧運行,造成腦網路的不平衡。這反過來又影響記憶的形成並可導致癲癇行為,這種現象在阿爾茲海默症患者中常常被觀察到。

在這項新研究中,科研人員找到了一種重新設計抑制性中間神經元以及改善其功能的方法。通過添加一種名為Nav1.1的蛋白質,利用遺傳學來增強抑制性中間神經元的活性,他們發現功能增強的中間神經元能夠克服有毒的疾病環境並恢復腦功能,將增強後的中間神經元移植至阿爾茲海默症小鼠大腦,可以適當地控制興奮性細胞的活動,並恢復大腦節律。

這些優化的神經元就像樂隊的總指揮官,即使樂隊不斷衰退,也還可以恢復認知功能所需的節奏以及和聲。

阿爾茲海默症治療的新靶點

中間神經元可以很好地融入新的腦組織,並且每個中間神經元可以控制數千個興奮性神經元,這項研究就是充分地利用了中間神經元的這種特性,這些特性也使中間神經元有望成為腦節律異常以及癲癇活動相關的認知障礙的靶點。

這項研究有助於阿爾茲海默症新治療方案的開發。科研人員認為,除了應用於再生醫學領域之外,這項研究結果還支持更廣泛的概念,即增強中間神經元的功能可以對抗阿爾茲海默症的關鍵病因。

提高對阿爾茲海默症的認識,並挖掘潛在的新治療策略,這對應對日益嚴重的全球健康危及至關重要。阿爾茲海默症的臨床治療主要集中在維持退化的神經元功能,然而目前尚未有能夠治癒的方法。近年來,隨著細胞療法的發展,阿爾茲海默症的治療擁有了新思路,並且也不斷迎來新成果。

參考文獻:

Nav1.1-Overexpressing Interneuron Transplants Restore Brain Rhythms and Cognition in a Mouse Model of Alzheimer』s Disease

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