·神經(jīng)退行性疾病的病因十分復(fù)雜,該研究在不同風(fēng)險因素聯(lián)動的基礎(chǔ)上提供了新的治療思路,包括抗病毒、抗神經(jīng)炎癥以及減少頭部創(chuàng)傷風(fēng)險等。

在一些電視劇里,主人公跌倒或者遭遇車禍之后出現(xiàn)失憶等認知問題,這其實并不狗血。除了重度腦損傷會直接破壞腦組織并造成功能障礙外,科學(xué)家們還發(fā)現(xiàn),輕度腦損傷也是導(dǎo)致阿爾茨海默病(AD,俗稱“老年癡呆癥”)等神經(jīng)退行性疾病的元兇,但其中的原因并不清楚。

近日,一項新研究發(fā)現(xiàn),頭部損傷可以通過喚醒特定基因(APOE4)攜帶者身上的潛伏病毒(HSV-1,單純皰疹病毒1型)來引起神經(jīng)退行性疾病,從而揭示了基因、頭部機械性損傷、病毒與癡呆癥之間的新聯(lián)系。該研究于2025年1月7日發(fā)表在《科學(xué)·信號》(Science Signaling)上,作者是來自美國塔夫茨大學(xué)(Tufts University)生物醫(yī)藥工程系的一支科研團隊。

構(gòu)建該研究的靈感來源于多個機制不明但與神經(jīng)退行性疾病高度相關(guān)的風(fēng)險因素,包括腦損傷、基因與病毒感染?!拜p度TBI(創(chuàng)傷性腦損傷)可能產(chǎn)生嚴重且持久的影響,但目前尚不完全了解?!毖芯繉懙?,“總體而言,研究人群中近10%的癡呆病例可歸因于至少一次先前的頭部損傷。”

以往的研究發(fā)現(xiàn),攜帶有APOE4基因的人若感染了單純皰疹病毒1型,其罹患阿爾茨海默病的風(fēng)險會大大提高。APOE4基因被認為是晚發(fā)型阿爾茨海默病的主要遺傳風(fēng)險因素,可能通過各種途徑致病。

單純皰疹病毒1型則是一種廣泛傳播的病毒,初次感染后可能出現(xiàn)口腔潰瘍、唇部水皰(“冷瘡”)等癥狀,隨后病毒會在神經(jīng)節(jié)中進入潛伏期,可能會被其他病毒感染(如新冠)、精神壓力等因素重新激活。“HSV-1感染了60歲以下人口中的80%,在老年人大腦中高度流行?!毖芯刻岬?。

該研究因此推測,輕度TBI可能會引起神經(jīng)炎癥,從而重新激活潛伏的HSV-1病毒。當(dāng)這種情況發(fā)生在APOE4攜帶者身上時,就會導(dǎo)致AD等神經(jīng)退行性疾病的癥狀。

為了驗證這一猜想,研究人員在生物模型上進行了實驗。他們首先將帶有APOE4雜合基因的人工誘導(dǎo)神經(jīng)干細胞(hiNSCs)接種到絲蛋白海綿支架中,并在培養(yǎng)基中培養(yǎng)4周或8周(更長的培養(yǎng)時間用以模擬老化大腦的狀態(tài)),從而得到由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的三維類人腦組織。隨后,研究人員讓這些組織感染HSV-1,并誘導(dǎo)病毒進入潛伏狀態(tài)。

在這些類腦模型上,研究人員模擬了兩種腦損傷的狀況,包括直接撞擊的重度損傷和通過氣體壓力模擬震動的重復(fù)輕度損傷。

研究發(fā)現(xiàn),兩種損傷都會導(dǎo)致腦組織中潛伏的HSV-1重新激活。損傷后,這些組織中的β淀粉樣蛋白和磷酸化tau蛋白開始產(chǎn)生并積累增加,這些是阿爾茨海默病主要的病理特征。

損傷后的組織中出現(xiàn)膠質(zhì)細胞的激活與神經(jīng)炎癥反應(yīng)的增強。神經(jīng)組織與我們的其他器官一樣都會“發(fā)炎”,這是免疫機制的一部分。當(dāng)受到刺激的時候,腦內(nèi)的膠質(zhì)細胞會被激活并分泌炎癥介質(zhì),對神經(jīng)元提供支持與保護,但也有可能產(chǎn)生毒性從而導(dǎo)致?lián)p傷。

研究者們發(fā)現(xiàn),神經(jīng)炎癥可能是整個機制的核心所在。他們通過阻斷劑抑制了損傷腦組織中一種叫作IL-1β的炎癥因子的生物活性,從而抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng)。他們隨即發(fā)現(xiàn),HSV-1的重新激活程度降低了,β淀粉樣蛋白的產(chǎn)生也減少了,阿爾茨海默病相關(guān)的病理變化得到減輕。

神經(jīng)退行性疾病的病因十分復(fù)雜,該研究在不同風(fēng)險因素聯(lián)動的基礎(chǔ)上提供了新的治療思路,包括抗病毒、抗神經(jīng)炎癥以及減少頭部創(chuàng)傷風(fēng)險等?!翱偟膩碚f,這項研究可能有助于為未來頭部損傷的治療提供更多信息。如果成功(證實),應(yīng)該會顯著降低AD及相關(guān)疾病的發(fā)病率,特別是在慢性腦震蕩患者中。”研究提到。

參考文獻:

https://www.science.org/doi/10.1126/scisignal.ado6430#con1

來源:澎湃新聞