摘要:约翰霍普金斯大学医学院的研究团队,最近在《科学》期刊上发了个挺重磅的成果,他们在大脑里发现了一种纳米级的“树突纳米管”,这东西像极了微观版的“高速公路”,还跟阿尔茨海默症的发病有关系。
约翰霍普金斯大学医学院的研究团队,最近在《科学》期刊上发了个挺重磅的成果,他们在大脑里发现了一种纳米级的“树突纳米管”,这东西像极了微观版的“高速公路”,还跟阿尔茨海默症的发病有关系。
之前我一直以为大脑里神经元传信号全靠突触,这下突然冒出来个新结构,还能传各种分子,确实有点颠覆认知。
这个科研团队是神经科学副教授权炯培带队的,他们做实验用了两种关键方法。
一种是基因工程小鼠,就是把小鼠的基因改了,模拟咱们哺乳动物的大脑环境;另一种是超分辨荧光显微镜,这设备厉害得很,能看到十几纳米的东西,差不多是头发丝直径的万分之一。
本来他们想观察神经元怎么清理体内的有毒分子,结果没成想,意外看到了神经元之间有细长的绿色桥状结构,后来才确定这是新发现的树突纳米管。
这些纳米管看着细,但功能一点不含糊。
他们用荧光探针做了测试,发现小分子物质能顺着这管子从一个神经元快速跑到另一个神经元,连钙离子都能传。
这效率比突触快多了,之前谁能想到神经元之间还有这么个“快捷通道”?而且更关键的是,他们还在管子里发现了淀粉样蛋白-β,就是那种在阿尔茨海默症患者大脑里形成有害团块的蛋白。
这纳米管的作用其实挺矛盾的。
一方面,它能帮神经元把有毒分子传给邻近细胞处理,相当于大脑里的“清洁工”,能维持细胞健康;可另一方面,它又成了淀粉样蛋白-β的“运输队”,把致病蛋白传到大脑其他区域,加速疾病发展。
这种“双刃剑”效应,我觉得是这次研究最有意思的地方,也给阿尔茨海默症的机制研究提了个新角度。
他们还做了组对比实验,用了基因改造的阿尔茨海默症模型小鼠。
3个月大的小鼠还没出现明显症状,但大脑里的纳米管数量已经比正常小鼠多不少了;等到6个月大,两组小鼠的纳米管数量又慢慢趋于平衡。
如此看来,纳米管的数量变化可能跟疾病阶段挂钩,说不定以后能靠这个指标早期判断有没有患病,这可比现在靠记忆力下降等症状诊断,要早太多了。
为了确认这发现不是小鼠特有的,他们还查了公开的人类脑数据库,就是AllenBrainAtlas里的电子显微镜数据。
结果发现,人类神经元也能形成和小鼠一样的纳米管,形态、功能都没差。
毫无疑问,这一步验证太重要了,要是只有小鼠有,那这研究跟人类疾病的关联就小了,现在确认人也有,才算真正把基础研究和临床应用挂上了钩。
传统的阿尔茨海默症治疗,基本都盯着“清除已经形成的淀粉样蛋白斑块”,比如用胆碱酯酶抑制剂或者抗体药物,但效果一直不太好,只能缓解症状,没法阻止病情发展。
搞不清之前为啥没人从“阻断蛋白传播”这个角度想办法,一直盯着已经形成的斑块,其实堵死传播路径可能更管用。
权炯培团队提出了个新思路:根据疾病阶段调控纳米管的数量。
疾病早期的时候,适当多弄点纳米管,帮着清理刚积累的有毒蛋白;到了进展期,就减少纳米管,不让致病蛋白继续扩散。
这个想法听着挺合理,但具体怎么操作还得琢磨,比如用什么药物能精准控制纳米管数量,不会误伤正常细胞,这些都得后续实验慢慢验证。
现在团队还有个计划,想看看大脑里除了神经元,其他细胞比如星形胶质细胞、小胶质细胞有没有类似的纳米管。
要是这些细胞也有,那整个大脑的“纳米通讯网络”就能画得更全,对疾病机制的理解也会更深入。
另外,他们还想试着人工制造或调控纳米管,观察对细胞状态的影响,为后续找药物靶点打基础。
从药物研发的角度看,以后说不定能开发针对纳米管的小分子化合物或者生物制剂。
这种药物跟传统的比,更侧重“预防和阻断”,要是能在疾病早期用上,说不定能大大延缓甚至阻止病情发展。
不过话说回来,从实验室研究到真正做成药用到病人身上,中间还有很长的路要走,得经过临床试验、安全性测试这些环节,急不来。
全球现在大概有5500万阿尔茨海默症患者,每3秒还会新增1例。
对这些患者和家属来说,这次纳米管的发现无疑是个好消息。
很显然,这不仅是神经科学领域的一次突破,更给几千万患者指了条新的治疗路子。
虽然现在还没法确定这个方法最终能达到什么效果,但至少让大家看到了希望,说不定再过几年,咱们就能靠调控纳米管,跟阿尔茨海默症真正“掰掰手腕”了。
这次树突纳米管的发现,不光刷新了我们对大脑细胞通讯方式的认知,还为阿尔茨海默症的研究打开了新窗口。
从最初在小鼠身上观察到结构,到验证人类也有,再到提出调控策略,每一步都扎实。
未来要是能把这些研究成果转化成临床疗法,那对全球的脑病患者来说,绝对是件天大的好事。
来源:念寒尘缘
