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研究人员为探究泰 - 萨克斯病(TSD)治疗方法,开展生酮饮食(KD)与 Propagermanium(PG)联合治疗研究,发现能减轻神经炎症。
在神秘的人体微观世界里,有一种罕见病如同隐藏的 “定时炸弹”,悄然威胁着患者的健康,它就是泰 - 萨克斯病(Tay-Sachs disease,TSD)。TSD 是一种罕见的溶酶体贮积症(lysosomal storage disorder,LSD),由 HEXA 基因的功能丧失突变导致,使得 β -Hexosaminidase A(Hexa)酶缺乏,进而引起 GM
2神经节苷脂在中枢神经系统异常积累。这种积累就像 “导火索”,触发了慢性神经炎症,给患者带来了沉重的负担。
目前,针对许多神经退行性疾病,既没有治愈方法,也缺乏有效的疾病修饰疗法。TSD 患者往往在婴幼儿时期就出现进行性神经功能丧失、震颤、肌张力障碍等症状,甚至在儿童早期就面临死亡。在这样的背景下,研究人员迫切需要寻找新的治疗策略,为 TSD 患者带来希望的曙光。
来自伊兹密尔技术大学(Izmir Institute of Technology)的研究人员勇敢地承担起这一挑战,开展了一项关于生酮饮食(ketogenic diet,KD)和 Propagermanium(PG)联合治疗对泰 - 萨克斯病小鼠模型神经炎症影响的研究。他们的研究成果发表在《Metabolic Brain Disease》上,为 TSD 的治疗开辟了新的方向。
研究人员采用了多种技术方法来开展这项研究。首先是基因表达分析,通过实时定量聚合酶链反应(RT-PCR),对神经炎症相关基因的表达水平进行精准检测。其次是免疫组化分析,利用该技术直观观察大脑组织中细胞的变化情况。此外,还有薄层色谱分析,以此研究神经节苷脂的代谢情况。同时,研究人员进行了行为分析,如转棒试验和旷场试验,评估小鼠的运动协调能力和焦虑相关行为。研究以 140 日龄的 Hexa-/-和 Hexa-/-Neu3-/-小鼠为实验对象,将其分为标准饮食组、生酮饮食组、标准饮食加 PG 组、生酮饮食加 PG 组,进行对比研究。
研究结果令人欣喜。在体重变化方面,KD 干预虽未能完全阻止 Hexa-/-Neu3-/-小鼠的过度体重下降,但显著提高了其血液中 β- 羟基丁酸(β-HB)水平,这表明 KD 在一定程度上改变了小鼠的代谢状态。
在神经炎症相关基因表达上,研究发现所有治疗组均显著降低了大脑皮层中促炎细胞因子 / 趋化因子(如 Ccl2、Ccl3、Ccl5、Cxcl10)和星形胶质细胞标记物(Gfap)的基因表达水平。其中,KD 单独治疗对降低这些基因表达最为有效,而 KD 和 PG 联合治疗在降低 Ccl5 和 Cxcl10 基因表达方面效果显著。在小脑区域,也观察到了类似的基因表达变化趋势。
免疫组化分析显示,KD 治疗显著减少了大脑皮层中 MOMA-2 阳性细胞(巨噬细胞 / 单核细胞)的数量,且 KD、抗炎药物以及二者联合治疗均使 GFAP 阳性细胞(星形胶质细胞)数量大约减半,这意味着 KD 治疗在改善星形胶质细胞增生和巨噬细胞活性方面效果显著,不过联合治疗对 140 日龄泰 - 萨克斯小鼠大脑皮层巨噬细胞 / 单核细胞活性影响不明显。在小脑中,KD 和联合治疗也显著降低了 MOMA-2 阳性细胞数量,缓解了星形胶质细胞的激活。
然而,在行为学测试中,联合治疗并没有改善 Hexa-/-Neu3-/-小鼠的焦虑相关行为和运动活动。在旷场试验中,小鼠在平台周边和中心停留的时间以及总移动距离均未因联合治疗而改变;在转棒试验中,各治疗组也未改善小鼠的神经运动协调和平衡能力。
综合来看,这项研究意义重大。研究表明,KD 和 PG 联合治疗能够有效减轻 Hexa-/-Neu3-/-小鼠大脑皮层和小脑中的神经炎症,减少巨噬细胞 / 星形胶质细胞的激活,降低神经炎症相关基因的表达。这一发现为泰 - 萨克斯病以及其他溶酶体贮积症的治疗提供了新的潜在方向,有望通过调节促炎趋化因子或其受体来延缓神经病理学进程。虽然目前联合治疗在改善小鼠行为方面效果不佳,但这也为后续研究指明了方向,研究人员可以进一步探索如何优化治疗方案,提高对神经功能的改善效果。相信在未来,随着研究的不断深入,会有更多有效的治疗方法问世,为罕见病患者带来新的希望。
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