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来自哈佛大学的研究:白细胞介素-3可能重新规划大脑中导致细胞死亡并引起痴呆的免疫反应。
在人类和小鼠身上进行的一项新研究发现了一种特殊的信号分子(文末附注1),它可以帮助调节炎症和免疫系统,从而预防老年痴呆症。这项由哈医院(MGH)的研究人员领导的研究结果,发表在《自然》杂志上。
与阿茨海默症(即老年痴呆症)相关的认知衰退是在神经元开始死亡时发生的。“神经元死亡可能是由于免疫反应不当和过度的神经炎症(或大脑炎症)引起的,这些炎症是由高水平的β淀粉样蛋白沉积和tau(τ)蛋白缠结引起的,这是阿茨海默症的两个特征,”这篇论文的合著者FilipSwirski解释说,他在哈医院(MGH)系统生物学中心担任首席研究员时主持了这项研究工作。
“一旦神经元开始大量死亡,称为小胶质细胞和星形胶质细胞的脑细胞——它们通常会培育清除碎片的细胞——就会被激活,从而引发神经炎症,试图保护大脑。它们的进化程序是清除大脑中神经元细胞死亡过多的区域,因为这可能是由于感染,而感染必须被阻止以防扩散,”本文的合著者RudolphTanzi解释说,他是哈医院(MGH)McCance大脑健康中心的联合主任。
在阿茨海默症中,由β淀粉样蛋白沉积和tau(τ)蛋白缠结引起的神经细胞死亡会激活这种反应。Tanzi说:“随着神经炎症的发生,细胞死亡的数量至少是由斑块和缠结引起的死亡人数的10倍。”“事实上,如果没有神经炎症,就不会有痴呆症的症状。我们从“有弹性的”大脑中知道这一点,在大脑中有很多斑块和缠结,但在死亡时没有症状,因为只有极小的或没有神经炎症。“Tanzi提供了一个类比,指出β淀粉样是点亮缠结的“画笔火”的“火柴”,但只有当这导致小胶质细胞和星形胶质细胞激活的神经炎症引起的“森林火灾”数量增加时,一个人才会失去足够多的神经元,导致认知能力下降和痴呆。
这项在《自然》杂志上发表的新研究显示,事实上,一部分星形胶质细胞试图通过释放一种叫做白细胞介素-3(IL-3)(文末附注2)的分子来灭火,然后白细胞介素-3将杀伤性小胶质细胞转化为滋养和保护性细胞,不再消灭神经元,而是专注于清除β淀粉样蛋白沉积和tau(τ)蛋白缠结。
Swirski说:“知道星形胶质细胞通过IL-3与小胶质细胞对话,教育小胶质细胞并帮助它们降低阿茨海默症的严重程度,可能有重要的临床意义。”“我们现在可以考虑如何使用IL-3,不仅有助于抑制阿茨海默症神经元细胞大量死亡的神经炎症,而且还能诱使小胶质细胞再次承担起清除阿茨海默症最初病理过程中的沉积和缠结的有益任务。”
“在大脑中发现IL-3令人惊讶,”第一作者CameronMcAlpine说,他当时是系统生物学中心讲师。“我们的发现表明,星形胶质细胞和小胶质细胞之间经由IL-3进行交流,是通过指导小胶质细胞适应保护功能来预防阿茨海默症的重要机制。随着研究的深入,IL-3信号可能为治疗神经系统疾病提供新的治疗机会。”
Tanzi是神经内科副主任,也是哈医院(MGH)基因和衰老研究部门的主任。Swirski是心血管研究所所长,纽约市西奈山伊坎医学院的医学(心脏病学)和诊断分子及介入放射学教授。McAlpine是伊坎医学院的医学(心脏病学)和神经科学的助理教授。研究的共同作者包括JosephPark、AnaGriciuc、EunheeKim、SeHoonChoi、PhD、YoshikoIwamoto、MátéG.Kiss、KathleenA.Christie、ClaudioVinegoni、WolframC.Poller、JohnE.Mindur、ChristopherT.Chan、Shunhe、HenrikeJanssen、莱平、JeffreyDowney、SumnimaSingh、AtsushiAnzai、FlorianKahles、MehdiJorfi、PaFumeneFeruglio、RuslanI.Sadreyev、RalphWeisslder、BenjaminP.Kleinver和MatthiasNahendorf。
这项研究由治疗老年痴呆症基金、美国国立卫生研究院、Patricia和ScottEstonMGH研究学者、加拿大卫生研究院班廷奖学金和Kirschstein国家研究服务奖个人博士前研究金资助。
原文源自
上图,人脑的三维模型。FakurianDesign/Unsplash
以下转贴自百度百科
附注1信号分子是指生物体内的某些化学分子,它们既不是营养物,又非能源物质和结构物质,也不是酶,而是用来在细胞间和细胞内传递信息的物质,它们唯一的功能是与细胞受体,如激素、局部介质、神经递质等结合并传递信息。信号分子根据溶解性通常可分为亲脂性和亲水性的两类。
附注2白细胞介素-3一般指白介素3。细胞介素-3,是白细胞介素家族重要成员之一,简称白介素3(IL-3),又名多向性集落刺激因子(multi-CSF),是一种细胞因子,属于白细胞介素的一种。它是由T淋巴细胞所产生,能够刺激参与免疫反应的细胞增殖、分化并提高其功能。
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