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Neuron:阿尔兹海默症致病蛋白PET成像,指示病情发展

2016/03/04 来源:生物探索
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导读
阿尔兹海默症(AD)作为一种常见的神经衰退性疾病,对其诊断通常包括认知能力和精神症状评估、血液学检测、神经影像学检查和脑脊液检测等方法。其中,正电子发射型计算机断层显像技术(PET)可以借助放射性化学物质标记病理分子反映活体大脑内相关疾病的发展。


阿尔兹海默症(AD)作为一种常见的神经衰退性疾病,对其诊断通常包括认知能力和精神症状评估、血液学检测、神经影像学检查和脑脊液检测等方法。其中,正电子发射型计算机断层显像技术(PET)可以借助放射性化学物质标记病理分子反映活体大脑内相关疾病的发展。

目前,老年斑和神经元纤维缠结是阿尔兹海默症较公认的重要病理特征,其中β-淀粉样蛋白在大脑过度产生、聚集成老年斑,Tau蛋白过度磷酸化后错误折叠形成神经纤维缠结。所以,对这两种致病蛋白的影像学评估一直是科学家研究老年痴呆症病因,以及对其进行诊疗的热门技术。

Tau蛋白PET扫描:对阿尔兹海默症病情分期诊断

1991年,德国科学家Heiko Braak和Eva Braak通过对去世的阿尔兹海默症患者的大脑进行解剖学分析,依据Tau蛋白组成的神经纤维缠结的位置将其分成了6个发展阶段,即Braak分期。从1至6期,大脑中神经纤维缠结逐渐增多、扩散。

近期,加州大学伯克利分校公共卫生学院、Helen Wills 神经研究所的研究团队通过Tau蛋白和淀粉样蛋白PET扫描,首次获取活体大脑中的神经缠结情况,再一次佐证了致病蛋白对阿尔兹海默症的影响。

研究团队选取了53名受试对象接受试验,其中,5名受试对象是20-26岁的健康年轻人,33名受试对象是64-90岁的健康老年人,15名受试对象是53-77岁且已经诊断确诊患有阿尔兹海默症的老年患者。以 18F-AV-1451作为Tau蛋白PET放射性示踪剂进行研究,扫描成像结果与大脑解剖切片Braak分期一致,由此表明PET扫描可以获取致病蛋白沉积成像,从而及时检测出阿尔兹海默症的早期病变迹象。

首席研究员William Jagust博士表示,Braak分期建立在解剖学结果之上,而对Tau蛋白PET扫描首次借助先进成像技术对活着且未表现出明显认知障碍的患者进行疾病诊断。这一研究成果有望推进致病蛋白PET扫描应用于阿尔兹海默症疾病诊断,为疾病分期诊疗、个性化医疗提供支撑。


Tau蛋白聚集:受年龄和β-淀粉样蛋白影响

研究结果还揭示了老年大脑中Tau蛋白和β-淀粉样蛋白的沉积情况。β-淀粉样蛋白的聚集被认为是导致阿尔兹海默症的主要根源。而作为维持神经元结构的微管蛋白,Tau蛋白一旦过度磷酸化,会导致继发炎性反应和神经元变性死亡。

研究证实,Tau蛋白几乎会出现在每一个衰老大脑中。随着年龄增长,Tau蛋白会在内侧颞叶累积,且与淀粉样蛋白无关。研究人员通过要求受试对象回忆20分钟前背诵的单词列表进行情景记忆能力的测试。结合PET扫描结果发现,内侧颞叶区域Tau蛋白的过度聚集与情景记忆能力降低有关联。

那么,为什么那么多人大脑内侧颞叶产生Tau蛋白,却不是所有人发展成老年痴呆症?Jagust博士表示,这可能与β-淀粉样蛋白、Tau蛋白互相影响有关联。当Tau蛋白转移至其他大脑区域,例如大脑皮层,会引发更为严重的认知衰退、记忆下降等问题。研究人员表示,淀粉样蛋白可能在某种程度上促进了Tau蛋白的扩散,而Tau蛋白的过度产生也可能会引发淀粉样蛋白的沉积。

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