2015年7月20日

科学家在阿尔茨海默氏症大脑中发现含铁的炎性细胞

斯坦福大学医学院的研究人员检查了患有阿尔茨海默氏病的人的大脑后的尸体组织,发现它们在海马的某个特定部位似乎是含铁的小胶质细胞(有时会发炎的特殊清除细胞),这是大脑的关键结构其完整性对内存形成至关重要。

在未诊断出患有阿尔茨海默氏病的人的验尸后的脑组织中,铁沉积物或吞噬它们的清除剂细胞均不存在于该大脑区域。

这项研究重新叙述了研究结果 衰老神经生物学,建议高场磁共振成像,特别是使用功能强大的7-Tesla磁体的称为7T MRI的高级版本,有一天可以用于诊断和监测阿尔茨海默氏症的患者,而目前尚无法实现。

这些发现还给阿尔茨海默氏病患者阵容增加了新的怀疑。长期存在的假设认为,阿尔茨海默氏病最臭名昭著的特征是 ,是造成这种疾病的主要原因。这些斑块是一种称为β-淀粉样蛋白的小蛋白的细胞外聚集体,在患病患者的大脑以及该疾病的小鼠模型中均很突出。另一个被引用最多的关键因素是tau,这是与阿尔茨海默氏症有关的另一种蛋白质,异常聚集到神经细胞内部的线状缠结中。令人惊讶的是,在感兴趣的大脑区域中,铁载小胶质细胞和淀粉样蛋白斑块或tau之间没有一致的重叠。

“小胶质细胞是大脑的免疫细胞,”神经放射学助理教授,该研究的主要作者迈克尔·泽尼(Michael Zeineh)表示。在休息状态下,他们就像在甜甜圈店里的警官一样,坐下来放松身心,拿着枪打着枪,但睁大眼睛,一边大步慢步地嚼着可能会碰到的任何细胞碎片或杂散物质。但是,如果遇到任何可疑事件,他们就会采取行动。 Zeineh说,活化的小胶质细胞就像是拿着枪开火的军官。

小胶质细胞发炎

在研究中发现与铁相关的大部分小胶质细胞处于活化的炎症状态。越来越多的人认为阿尔茨海默氏症涉及脑部炎症,由斯坦福大学研究人员领导的小组(如神经科医生Katrin Andreasson和医学博士Tony Wyss-Coray,以及神经生物学家Ben Barres和MD博士以前曾指小胶质细胞是早期的潜在嫌疑人)该疾病的炎症病理。这项研究增加了新发现,即发炎的铁相关小胶质细胞存在于阿尔茨海默氏症的海马中,并且可以通过7T MRI观察到,这可以促进科学界对这种疾病的理解。

研究人员指出,这是对少量难以获得的人类大脑样本进行的初步研究。在这种情况下,标本由研究的资深作者,放射学教授Brian Rutt博士提供。

“使用阿尔茨海默氏病小鼠模型进行的一些影像学研究表明,这些小鼠的大脑中存在着微小的神秘黑点,这些黑点可能表示铁的存在,铁在核磁共振成像中呈暗色,并且在某些化学形式下可能高度反应性和诱发炎症反应,”鲁特说。这些小鼠研究提高了这种铁可能与淀粉样蛋白斑块紧密结合的可能性。

鲁特(Rutt)与Zeineh合作,仔细检查人脑标本中的铁颗粒。鲁特说:“我们想了解人类中铁与阿尔茨海默氏症斑块之间是否存在联系。”

在一系列将7T MRI,计算分析和艰苦的实验室染色技术相结合的步骤中,科学家们探查了从五个阿尔茨海默氏症和五个对照脑标本各自的大脑中多个位置采集的组织。鲁特说:“我们不确定在哪里看。”

这些平板是通过7T MRI扫描的,可以在三个维度上提供头发的厚度分辨率。研究人员在来自五个阿尔茨海默氏症大脑中四个的图像(但没有一个对照大脑)中观察到了下丘脑(海马的一个组成部分)中的黑点。已知海马会引起阿尔茨海默氏病的最早,最严重的发作。

斯坦福大学的科学家然后仔细地将组织切片切成数百个超薄切片。将这些切片与污渍一起孵育,以查明铁,小胶质细胞,淀粉样蛋白斑块和tau的位置;并分析了产生的污渍图案。

淀粉样蛋白斑,tau并非始终靠近铁

出现的证据表明,经常被小胶质细胞吞噬的铁占据了阿尔茨海默氏病脑下支的相同部位,而7T MRI却发现了黑点。这些小胶质细胞大多处于激活状态。

值得注意的是在这些斑点中相对缺乏淀粉样斑块。鲁特说:“尽管我们尽了最大的努力,但我们并没有像我们期望的那样始终找到与斑块相关的铁。” Tau经常在附近-但又不一致。

Zeineh说:“淀粉样蛋白在阿尔茨海默氏病的整个大脑中都有发现,而且经常在死后没有记忆力减退的人们的大脑中发现。” “ Tau也在整个阿尔茨海默氏症的大脑中发现。相比之下,这种铁-小胶质细胞复合物确实似乎集中在下丘脑中,到目前为止,它只出现在阿尔茨海默氏症患者的大脑中。”

Zeineh和Rutt说他们不知道铁是如何进入大脑组织的,或者为什么它会在其堆积的地方积累。他们推测,微小的脑小血管损伤是一种可能性。

研究人员告诫说,该研究中使用的染色剂无法显现β-淀粉样蛋白的可溶性簇,而β-淀粉样蛋白如今越来越被认为是蛋白质的毒性形式,而不是聚集的斑块。他们说,即使仍不为人所知,可溶性淀粉样蛋白仍可能发挥主要作用。

这项研究的共同作者,病理学教授Zeineh,Rutt和Hannes Vogel医学博士计划与病理学助理教授Edward Plowey医学博士一起进一步探索这些发现。他们打算检查更广泛的大脑区域,并在大量验尸中染色更多细胞类型 标本。他们还计划寻找 -填充 在阿尔茨海默氏病发作之前的神经变性和记忆力丧失的早期阶段,在活着的患者的大脑中会出现这种情况。他们的最终目标是将这些影像学发现转化为临床工具,以帮助对抗痴呆症。



期刊信息: 衰老神经生物学

引文: 科学家在阿尔茨海默氏症的大脑中发现含铁的炎症细胞(2015年7月20日) 2020年10月28日检索 from //xasqxhb.com/news/2015-07-scientists-iron-containing-inflammatory-cells-alzheimer.html
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