阿爾茨海默氏症治療新策略:阻斷T細胞以防止神經變性
聖路易斯華盛頓大學醫學院的研究人員研究了由蛋白質tau引起的類似阿爾茨海默氏症的大腦損傷的小鼠,發現小膠質細胞吸引了強大的T細胞,可以殺死腦細胞。通過阻斷這些T細胞的進入或激活,研究人員能夠防止大部分的神經變性。發表在《自然》雜誌上的這些發現表明,針對T細胞可能是預防神經變性和治療阿爾茨海默病和其他tau蛋白相關病症的有效方法。
在小鼠身上的發現,為與tau蛋白有關的腦部疾病開闢了藥物開發的可能性。近二十種針對免疫系統的實驗性療法正在進行阿爾茨海默病的臨床試驗,這反映了人們越來越認識到免疫過程在驅動導致混亂、記憶喪失和其他衰弱症狀的大腦損傷中起著關鍵作用。
許多正在開發的以免疫為重點的阿爾茨海默病藥物都是針對小膠質細胞,即大腦的常駐免疫細胞,如果它們在錯誤的時間或以錯誤的方式被激活,就會傷害到腦組織。聖路易斯華盛頓大學醫學院研究人員的一項新研究表明,小膠質細胞與另一種類型的免疫細胞–T細胞合作,導致神經退化。
研究人員在研究大腦中因蛋白tau而出現類似阿爾茨海默氏症損害的小鼠時發現,小膠質細胞吸引強大的細胞殺傷性T細胞進入大腦,而大部分的神經變性可以通過阻止T細胞進入或激活而避免。今天(3月8日)發表在《自然》雜誌上的這一發現表明,針對T細胞是預防神經變性和治療阿爾茨海默病以及涉及tau的相關疾病的另一種途徑。
阿爾茨海默氏病是一種漸進的大腦疾病,影響記憶、思維和行為。它是癡呆症最常見的原因,是一組干擾日常活動和降低獨立生活能力的症狀。阿爾茨海默氏病的特點是蛋白質在大腦中的異常積累,形成斑塊和纏結,損害和殺死腦細胞。
隨著疾病的發展,個人可能會出現混亂、迷失方向、情緒和性格變化、溝通困難,最終導致基本身體功能的困難。雖然目前沒有治愈阿爾茨海默病的方法,但有一些藥物和生活方式的干預措施可以幫助控制症狀並減緩疾病的發展。
高級作者、Barbara Burton和Reuben M. Morriss III神經學特聘教授David M. Holtzman博士說:”這確實可以改變我們對開發阿爾茨海默病和相關疾病治療方法的看法。在這項研究之前,我們知道T細胞在阿爾茨海默病和其他tauopathies患者的大腦中有所增加,但我們並不確定它們會導致神經變性。這些發現開闢了令人興奮的新治療方法。一些廣泛使用的藥物針對T細胞。例如,Fingolomid通常用於治療多發性硬化症,這是一種大腦和脊髓的自身免疫性疾病。如果一些作用於T細胞的藥物在動物模型中具有保護作用,那麼這些藥物很可能被移入臨床試驗,用於治療阿爾茨海默病和其他相關疾病。”
阿爾茨海默病的發展主要有兩個階段。首先,澱粉樣β蛋白的斑塊開始形成。這些斑塊可以積累數十年而對大腦健康沒有明顯影響。但最終,tau蛋白也開始聚集,標誌著第二階段的開始。從那裡開始,疾病迅速惡化。大腦萎縮,神經細胞死亡,神經變性擴散,人們開始出現思維和記憶困難。
小膠質細胞及其在阿爾茨海默病中的作用已被深入研究。當澱粉樣蛋白斑塊堆積時,這些細胞就會被激活和功能失調,而一旦tau開始聚集,情況就更加嚴重。小膠質細胞功能失調會惡化神經變性,並加速疾病的進程。
第一作者Xiaoying Chen博士是神經病學的講師,她想知道其他較少研究的免疫細胞在神經退化中的作用。她分析了小鼠大腦中的免疫細胞,通過基因工程模擬人的阿爾茨海默病的不同方面,尋找在疾病過程中發生的免疫細胞群的變化。
與人的疾病的早期階段相呼應,兩個小鼠品系積累了大量的澱粉樣蛋白沉積,但沒有出現大腦萎縮。第三個品係是後期階段的代表,在9個半月大時出現tau纏結、腦萎縮、神經變性和行為缺陷。第四種小鼠品係不出現澱粉樣斑塊、tau纏結或認知障礙;它被研究用於比較。除了Chen和Holtzman之外,研究小組還包括病理學和免疫學校友捐贈教授Maxim N. Artyomov博士和神經學副教授Jason D. Ulrich博士等人。
研究人員在tau小鼠的大腦中發現了比澱粉樣蛋白或對比小鼠的大腦更多的T細胞。值得注意的是,T細胞在大腦中變性最嚴重和小膠質細胞濃度最高的部位最為豐富。在死於阿爾茨海默病的人的大腦中,T細胞在tau聚集和神經退化的部位也同樣豐富。
其他的小鼠研究表明,這兩種免疫細胞一起工作,為神經元損傷創造了一個炎症環境。小膠質細胞釋放分子化合物,吸引T細胞從血液中進入大腦,並激活它們;T細胞釋放化合物,將小膠質細胞推向更有利炎症的模式。
消除小膠質細胞或T細胞打破了二者之間的毒性聯繫,並極大地減少了對大腦的損害。例如,當給tau小鼠提供一種抗體來消耗它們的T細胞時,它們大腦中的炎性小膠質細胞更少,神經變性和萎縮更少,執行任務的能力也得到了提高,如建造一個巢穴和記住最近的事情。
“讓我非常興奮的是,如果阻止T細胞進入大腦,它就能阻止大部分的神經變性,”霍爾茨曼說。”科學家們已經投入了大量的精力來尋找通過影響tau或小膠質細胞來防止神經變性的療法。作為一個社區,我們還沒有研究過我們能對T細胞做什麼來預防神經退行性。這突出了一個需要更好地理解和治療探索的新領域”。