揭秘阿尔茨海默病小鼠海马树突棘动态变化:为早期干预点亮希望之光

【字体: 时间:2025年05月09日 来源:Experimental Neurology 4.6

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  为探究 Aβ1–42对阿尔茨海默病(AD)不同阶段海马树突棘的影响,研究人员用两种小鼠模型开展研究。结果显示不同阶段树突棘均有减少,早期模型认知功能部分恢复。该研究为 AD 治疗策略开发提供新思路。

  阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种令人谈之色变的神经退行性疾病,如同大脑中的 “橡皮擦”,悄无声息地抹去患者的记忆和认知能力。随着全球老龄化加剧,AD 患者数量不断攀升,给家庭和社会带来沉重负担。目前,虽然人们知道 AD 患者大脑中存在淀粉样 β(amyloid-β,Aβ)肽积累、tau 蛋白过度磷酸化等病理变化,但对于这些病理过程如何一步步破坏大脑正常功能,尤其是在疾病不同阶段对关键脑区的影响,仍存在诸多未解之谜。
其中,Aβ142作为 Aβ 的一种变体,被认为具有很强的神经毒性,它与海马区树突棘的变化密切相关。树突棘是神经元信息处理和突触可塑性的关键结构,就像神经元之间传递信息的 “小触角”,其稳定性受损与认知功能下降紧密相连。然而,在 AD 发展的不同阶段,Aβ142对树突棘的动态影响并不清楚,比如是如何导致树突棘减少的,在 Aβ 代谢过程中树突棘又会发生什么变化,这些问题的答案对于理解 AD 发病机制、开发有效治疗方法至关重要。

为了攻克这些难题,天津大学天津医院的研究人员勇挑重担,开展了一项极具意义的研究。他们利用两种小鼠模型模拟 AD 的不同阶段:一种是通过给年轻小鼠注射 Aβ142寡聚体构建的早期 AD 模型,另一种是 APP/PS1 转基因小鼠代表的晚期 AD 模型。研究人员运用长期体内双光子显微镜技术,对小鼠海马区树突棘的可塑性进行观察,并通过行为学研究验证树突棘可塑性变化与认知能力之间的关系。

该研究成果发表在《Experimental Neurology》上,为 AD 的研究开辟了新的方向。研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是构建小鼠模型,包括给小鼠注射 Aβ142寡聚体建立早期 AD 模型,以及使用 APP/PS1 转基因小鼠作为晚期 AD 模型;二是利用长期体内双光子显微镜技术,对小鼠海马区树突棘进行实时成像观察;三是采用 Y - maze 测试等行为学实验方法,评估小鼠的认知能力。

下面详细介绍研究结果:

  • 早期 AD 模型小鼠注射 Aβ142后表现出短期空间认知障碍:研究人员在 Aβ142注射约两周后,通过 Y - maze 测试发现,与对照组相比,Aβ142处理组小鼠在测试阶段进入新臂的次数显著减少,这表明早期 AD 模型小鼠出现了短期空间记忆缺陷。
  • 不同阶段 AD 模型小鼠海马树突棘均有减少:在早期 AD 模型中,研究人员分别在注射 Aβ142后的第三周和第五周进行成像观察,发现急性 Aβ 暴露导致二级树突上的树突棘丢失增加。而在晚期 AD 模型中,从 14 个月龄开始进行为期 4 个月的成像,结果显示主要影响三级树突的树突棘。这说明在 AD 的不同阶段,树突棘的减少呈现出不同的特点。
  • 早期 AD 模型小鼠认知功能部分恢复:随着 Aβ 的代谢,在 Aβ142暴露 5 周后,小鼠的认知功能在一定程度上得到恢复。这表明 Aβ 代谢可能促进树突棘的再生,进而使认知能力有所改善。

研究结论和讨论部分意义重大。研究表明,在 AD 发展过程中,树突棘可塑性受到损害,不同阶段均出现树突棘丢失增加的现象。早期 AD 模型中,Aβ 的神经毒性导致二级树突树突棘丢失率增加,而 Aβ 自身代谢可能促进树突棘再生和认知功能恢复,这提示了早期干预的潜在可能性。如果能在疾病早期阻断 Aβ 的神经毒性作用,或许可以延缓甚至阻止 AD 的进展。同时,该研究也为理解 Aβ142的神经毒性机制提供了新视角,为开发针对 AD 的治疗策略奠定了基础,有望在未来为 AD 患者带来新的希望,让他们能够重新找回失去的记忆和认知能力,提高生活质量。

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