阿爾茨海默氏症：tau如何破壞腦細胞？

科學家發現了一種以前未知的機制，其中與阿爾茨海默病有關的蛋白質tau通過干擾其內部通信來破壞腦細胞。

這一發現揭示了癡呆症這一最常見原因的起源，其中一個標誌就是大腦中纏結的tau蛋白絲的堆積。

這項研究結果還可能導致阿爾茨海默氏症和其他逐漸破壞腦組織的疾病的新療法，研究人員在一篇關於他們的工作的論文中得出結論，這些論文現已在「 神經元 」雜誌上發表。

來自Charlestown的馬薩諸塞州綜合醫院（MGH）和位於馬裡蘭州巴爾的摩的約翰霍普金斯醫學院的科學家長官了這項研究，該研究旨在研究tau蛋白如何導致腦細胞損傷。

阿爾茨海默病不會消失，隨著時間的推移會變得更糟。它是美國成年人中第六大常見死亡原因，估計有570萬人患有此病。

阿爾茨海默氏症的確切原因尚不清楚

究竟是什麼導致阿爾茨海默氏症和其他形式的癡呆仍然是科學的一個謎。證據表明，環境，基因和生活方式相結合，不同的因素在不同的人群中具有不同的影響力。

大多數阿爾茨海默病患者在60歲及以上的人群中都沒有表現出癥狀。在此之後，患病的風險隨著年齡的增長而迅速上升。

對患有這種疾病的人進行的大腦研究 - 以及對腦組織的屍檢分析 - 已經揭示了阿爾茨海默氏症如何改變和傷害大腦的問題。

「 與年齡有關的變化 」包括：炎症; 一些大腦區域的收縮; 產生稱為自由基的不穩定，短壽命分子; 和細胞能量產生的破壞。

阿爾茨海默病患者的大腦也有兩個顯著特徵：細胞間形成的澱粉樣蛋白斑塊，以及細胞內部形成的tau蛋白質纏結。最近的研究涉及後者。

tau行為的變化

腦細胞或神經元具有稱為微管的內部結構，其支持細胞及其功能。它們是高活性細胞成分，有助於將細胞體內的物質輸送到將其連接到其他細胞的部位。

在健康的腦細胞中，tau蛋白通常「 結合併穩定 」微管。然而，Tau在阿爾茨海默病中表現不同。

大腦化學的變化使得tau蛋白質分子遠離微管並相互粘連。

最終，分離的tau分子形成長絲或神經原纖維纏結，破壞腦細胞與其他細胞通信的能力。

這項新研究引入了這樣一種可能性：在阿爾茨海默病中，tau破壞了另一種涉及腦細胞核與其體內通訊的機制。

與細胞核的通訊

細胞核使用稱為核孔的結構與細胞的其餘部分連通，核孔包含超過400種不同的蛋白質並控制分子的運動。

關於肌萎縮側索硬化，額顳葉和其他類型癡呆的原因的研究表明，這些核孔中的缺陷以某種方式涉及。

最近的研究表明，患有阿爾茨海默病的動物和人類細胞具有錯誤的核孔，並且該斷層與腦細胞中的tau積聚有關。

「在疾病狀況下，」共同高級研究作者，MGH老年癡呆症科主任Bradley T. Hyman解釋說，「似乎tau與核孔相互作用並改變其性質。」

他和他的同事們發現，tau的存在破壞了含有主要結構蛋白Nup98的核孔的有序結構。在阿爾茨海默病細胞中，這些毛孔較少，而那些毛孔往往相互粘連。

"錯誤定位"Nup98

他們還觀察到另一個奇怪的變化，涉及Nup98在阿爾茨海默病腦細胞內。在具有聚集的tau的細胞中，Nup98「錯誤定位」而不是停留在核孔中。

他們發現，這種特徵在患有更多極端形式的阿爾茨海默病的人的腦組織中更加誇張。

最後，當他們將人類tau添加到嚙齒動物腦細胞的活體培養物中時，研究人員發現它導致Nup98在細胞體內的錯誤定位並破壞了分子向細胞核的轉運。

這證明了tau蛋白的存在與核轉運機制的損害之間存在「功能聯繫」。

然而，作者指出，目前尚不清楚研究中發現的Nup98-tau相互作用是否是由於疾病或是否是在疾病狀況下以極端方式表現的正常機制。

他們得出結論：

「總之，我們的數據為tau誘導的神經變性提供了非常規機制。」