雷小峰
天津市第四中心醫(yī)院神經內科,天津 300000
阿爾茨海默病發(fā)病機制研究進展
雷小峰
天津市第四中心醫(yī)院神經內科,天津 300000
阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease,AD)是一種漸進性的神經退行性疾病,發(fā)病后會逐漸出現(xiàn)記憶力減退、認知功能障礙、行為異常和社交障礙;雖有多種假說提出,但其發(fā)病機制目前仍不清楚。該研究將對AD的發(fā)病機制做一綜述,從而尋找治療AD的有效方法,為AD的治療提供依據(jù)。
阿爾茨海默??;發(fā)病機制;治療
阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease,AD)是典型的老年癡呆癥,是一種漸進性的神經退行性疾病,其病理特征主要是出現(xiàn)老年斑、神經纖維纏結、神經元原發(fā)變性、壞死[1];而臨床特征是逐漸出現(xiàn)記憶力減退、認知功能障礙、行為異常和社交障礙,最終喪失獨立生活能力,發(fā)病多年后會因并發(fā)癥死亡[2-3]。目前,AD已成為死亡原因最多的疾病之一,僅次于心臟病、癌癥和中風。關于AD的發(fā)病機制目前還不完全清楚,但仍有許多假說被提出,除了目前得到支持較多的β淀粉樣蛋白(Aβ)毒性假說和Tau蛋白功能異常假說外,還有基因突變假說、血管因素假說、胰島素假說等。只有將AD的發(fā)病機制探討清楚,才能找到靶向治療的基因或蛋白。因此,在本研究中,我們將對AD的發(fā)病機制進行綜述,為臨床上AD的治療提供依據(jù)。
Aβ蛋白是老年斑的主要成分之一,它在大腦組織中異常沉積是導致AD發(fā)生的重要因素之一[4-5]。Aβ具有神經毒性,可誘導神經元凋亡,損傷膽堿能神經元,影響細胞內鈣離子的平衡;Aβ可導致AD患者學習記憶障礙,誘發(fā)的慢性炎癥反應,從而介導神經元損傷和凋亡[6]。Aβ是淀粉樣前體蛋白(APP)的水解產物,后者是一種大分子跨膜糖蛋白,在神經元和星形膠質細胞中表達豐富。Aβ可由α-分泌酶、β-分泌酶和γ-分泌酶剪切APP產生,這些不同方式產生的Aβ的沉積均可引起AD。Barnwell等[7]發(fā)現(xiàn)抑制γ-分泌酶可以減少分泌的Aβ蛋白的沉積。因此,針對這項機制,尋找α-分泌酶激動藥、β-分泌酶抑制劑或γ-分泌酶抑制劑均可以在一定程度上抑制Aβ的產生和沉積,從而預防或治療AD;這也是目前治療AD的主要方向。除了尋找與Aβ產生相關酶的抑制劑,其相關基因突變也能避免AD的發(fā)生。Hampel等[8]發(fā)現(xiàn)APP罕見基因突變可保護AD基因攜帶者進展為AD,研究者通過全基因組測序方法評價了一組冰島大型人群隊列,發(fā)現(xiàn)rs63750847單核苷酸多態(tài)性,其導致淀粉樣蛋白前體Ala673Thr的替換,在沒有AD的老年患者中較常見。淀粉樣蛋白前體Ala673Thr的替換位點緊鄰APP的β位點剪切酶(BACE)基因位點,從而猜測該突變破壞了BACE水解酶,從而使Aβ產生水平下降,從而起到對阿爾茨海默病的保護作用。Kim等[9]直接注射Aβ蛋白或Aβ抗體到AD病人體內,這種免疫方法在治療AD方面有一定的效果,但目前Aβ疫苗還未進入臨床;相信隨著免疫技術的發(fā)展,Aβ疫苗將為AD患者帶來福音。
Tau蛋白是一種微管相關蛋白,可促進管蛋白組裝成微管和維持微管的結構,在神經組織中廣泛表達,并在AD患者腦組織中被異常激活[10-11]。正常情況下,Tau蛋白的磷酸化和去磷酸化處于動態(tài)平衡,但異常情況下,Tau會過磷酸化,失去維持微管結構的功能,從而引起帕金森氏綜合征、AD等疾病的發(fā)生[12]。Arsenault等[11]研究表明Tau蛋白和Aβ蛋白可以在細胞和細胞間傳輸擴散,形成一種Aβ蛋白級聯(lián)假說;Miller等[13]也表明Tau蛋白過磷酸化和其錯誤定位可引起Aβ寡聚體誘導的AMPA谷氨酸受體信號缺失。因此,這為AD的治療提供了新的干預靶點。Chhatwal等[14]評價了88例 AD基因的攜帶者和40例健康非攜帶對照人群,檢測所有病例腦脊液Aβ、Tau和磷酸化Tau蛋白水平。根據(jù)其父母出現(xiàn)AD的年齡分別評估攜帶者出現(xiàn)癡呆癥狀的年齡(EYO),結果表明在EYO出現(xiàn)15年前,基因突變攜帶者出現(xiàn)明顯Aβ沉積,腦脊液Tau蛋白在EYO出現(xiàn)15年前即開始升高,而這為成人晚發(fā)AD的突出表現(xiàn)。這些研究結果顯示,早在癡呆發(fā)現(xiàn)20年,AD即開始起病進展;因此,對有遺傳傾向的AD患者盡早進行預防性治療成為必要。針對這些特點,研發(fā)抑制Tau磷酸化的藥物、Tau抗體、靶向Aβ和Tau的藥物對治療AD有一
定療效。
目前研究認為Aβ的沉積和Tau的過磷酸化是引起AD的主要原因[10-14],因此針對這兩種蛋白研究的靶向藥物較多,如2012年研發(fā)的bapineuzumab和solanezumab就是很好的嘗試[15]。除此之外,對AD的治療還可從消除炎癥、降膽固醇、注射雌激素等方面入手。
3.1 炎癥因子與AD
在AD進展過程中,大量炎癥因子,如IL-6、TNF-α、IL-1等,會在大腦中引起炎癥反應,使小膠質細胞和星形細胞過度激活,產生毒性物質,致神經元變性和凋亡[16]。Veerhuis等[17]研究表明Aβ可促進炎癥因子的分泌,以及激活補體,共同促進神經元損傷,導致AD進展。針對這一特點,Prati等[18]使用非類固醇抗炎藥物或固醇類抗炎藥物治療AD,發(fā)現(xiàn)這類藥物可有效預防AD,并在一定程度上減輕AD的癥狀。
3.2 膽固醇與AD
在AD患者中,會出現(xiàn)膽固醇升高等并發(fā)癥。有研究表明,高血壓、糖尿病、高脂血癥等都是AD發(fā)生的危險因素。因此,使用他汀類藥物也可有效防治AD的發(fā)生,如洛伐他汀、普伐他汀等。Abdanipour等[19]用洛伐他汀處理神經干細胞后發(fā)現(xiàn),其可有效影響抗凋亡基因Nrf2和PGC-1α的表達,從而改善AD的病癥。
3.3 乙酰膽堿神經元與AD
乙酰膽堿(acetyl choline,ACH)與近期記憶密切相關,而近期記憶障礙正是AD?早期的主要臨床癥狀。研究表明AD?患者的腦脊液和腦組織中膽堿乙酰轉移酶 (ChAT)和乙酰膽堿酯酶(ACHE)活性明顯下降[20]。因此,提高AD患者ACH腦含量可改善AD癥狀。針對這一特點,注射雌激素也可以對AD有神經保護作用,如增強膽堿能系統(tǒng)功能,降低凋亡因子的表達水平等,從而改善AD的認知功能障礙[21]。
3.4 基因學說與AD
到目前為止,利用基因芯片的方法,已篩選出許多與AD相關的基因。如致病基因有APP基因、早老素-1(PS-1)基因和早老素-2(PS-2)基因,另外,還有易感基因載脂蛋白E(ApoE)基因[22]。因此,我們可以從基因水平上治療AD,如用RNAi的方法干擾AD致病基因,Zhao等[23]報道APP-RNAi可有效降低APP轉基因小鼠神經元凋亡率,提示RNA干擾可作為治療AD的有效手段。
在AD中,β淀粉樣蛋白的沉積和微管相關蛋白Tau的過磷酸化,或兩基因的突變占主要因素,并且兩者可以在細胞內和細胞間傳輸擴散。因此,以后的研究重點還是應該集中在Aβ蛋白和 Tau蛋白上,但仍可和其它手段聯(lián)合使用,如聯(lián)合消炎、降膽固醇等手段;為阿爾茨海默病以后的治療提供有效依據(jù)。
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A
1674-0742(2014)08(b)-0196-03
2014-05-13)
雷小峰(1968-),女,山西壽陽人,碩士,副教授,主要從事神經內科臨床工作。