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帕金森病源于肠胃?研究证实致病蛋白从肠子爬进脑子

科普小知识2022-03-05 15:45:39
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越来越多的证据表明,帕金森病不仅是一种脑部病变,而且与肠道也有联系。约翰·霍普金斯大学医学院的一个研究小组最近通过实验证明,帕金森氏病起源于肠道,杀死神经的蛋白质从肠道传递到大脑。该论文在线发表在权威学术期刊《神经元》上。这项工作也为帕金森病的治疗提供了一个全新的模式,可以用来测试预防疾病和防止恶化的疗法。

帕金森病源于肠胃?研究证实致病蛋白从肠子爬进脑子

肠道问题早就出现了?

200年前,一位名叫詹姆斯·帕金森的外科医生报告了一种“令人不安且非常痛苦的疾病”,并根据患者最突出的症状将其命名为“震颤麻痹”。

同时,帕金森博士注意到这些病人患有便秘。此外,在他描述的六个病例之一中,服用治疗胃肠道的药物似乎减轻了与运动相关的问题。当人们第一次知道帕金森病时,肠道在该病中的作用可能已经奠定了基础。

今天的医生也注意到便秘是帕金森氏病最常见的症状之一,并且经常在运动障碍发作之前出现。

帕金森病源于肠胃?研究证实致病蛋白从肠子爬进脑子

帕金森病是老年人中最常见的运动障碍疾病(图片来源:pixabay)

然而,在过去,帕金森病的研究和治疗一直集中在大脑。

科学家发现帕金森病患者的大脑有一个特点:一种叫做α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)的蛋白质异常,错误折叠的蛋白质在大脑中过度积累,导致相关部位的神经细胞死亡。例如,在大脑的黑质中,产生多巴胺的神经元死亡,多巴胺减少,多巴胺是调节运动和情绪功能的关键神经递质。

2003年,德国神经解剖学家Heiko Braak教授在检查帕金森病患者的尸检结果时,意外地发现除了大脑之外,α-syn蛋白也在控制胃肠道的神经系统中积累,并且出现时间对应于疾病发展的早期阶段。因此,布拉克教授大胆推测,帕金森氏病可能起源于肠道?

然而,病人肠道神经系统中的蛋白质沉积与杀死神经元的大脑中的蛋白质沉积是一样的吗?如果是同样的事情,它们是如何从肠道进入大脑的?帕金森病会像*一样沿着连接肠道和大脑的神经侵入大脑吗?当时没有证据。

帕金森病源于肠胃?研究证实致病蛋白从肠子爬进脑子

本研究的合著者泰德·道森教授是神经退行性疾病领域的知名专家(照片来源:约翰·霍普金斯大学医学院)

从肠子到大脑的“电缆”

在这项新的研究中,神经科学家泰德·道森教授带领研究小组建立了一个新的动物模型来回答上述问题。最后,在布拉克教授提出这一假说十多年后,为帕金森病起源于肠胃的假设提供了实验证据。

研究小组将合成的病理性α-syn蛋白注射到几十只健康小鼠的胃肠肌肉中。注射后一个月、三个月、七个月和十个月,他们取样并分析了小鼠的脑组织。

结果表明,病理性α-syn蛋白在注射后1个月已扩散至脑干的脑底部。3个月时,它向上扩散到蓝斑和黑质,甚至到达杏仁核、下丘脑和前额叶。到7个月时,它已经扩散到更多的大脑区域,包括海马体、纹状体和嗅球。传播过程与布拉克教授观察到的人类帕金森病患者大脑中的病理发展一致。

此外,经过7个月的注射,伴随着病理蛋白向纹状体的扩散,脑成像技术显示,小鼠脑中产生多巴胺的神经元明显减少,这也符合帕金森病患者的一个重要病理特征。

帕金森病源于肠胃?研究证实致病蛋白从肠子爬进脑子

脑成像显示,胃肠道注射病理蛋白后,小鼠脑内多巴胺系统受损(图片来源:参考资料

注射蛋白质和切断迷走神经的示意图,研究小组优化了蛋白质的注射部位和注射量(图片来源:参考资料

这项研究的示意图(图片来源:神经元)

正是因为帕金森病的早期和晚期特征、运动障碍和非运动障碍在小鼠中得到反映,所以研究小组认为他们的结果可以为帕金森病的研究提供一个新的模型,例如,在从症状早期到整体恶化的整个过程中测试特定疗法的效果。

这些结果有力地支持了帕金森病起源于肠道并传播到大脑的假说。然而,泰德·道森教授走得更远。“首先,这项研究将在未来刺激更多关于肠-脑连接的研究;其次,需要探索导致α-syn蛋白错误折叠和扩散的因素、分子或感染原因。第三,也许阻止α-syn蛋白从肠道向大脑的传递可以成为治疗的目标。”他说。

我们期待科学家的不断探索,尽快带来预防和治疗帕金森病的有效疗法!