什么是神经退行性疾病?


Chris S 发布于 2021 年 1 月 20 日 03:00:00

神经退行性的特征是神经元功能和结构的逐渐丧失以导致认知障碍(如痴呆)。神经退行性疾病部分由神经元死亡和胶质细胞稳态引起的,并且与衰老有关。神经退行性疾病可能由于年龄增加而出现:阿尔茨海默症(AD)、帕金森病(PD);或由于遗传突变影响 CNS 细胞功能:亨廷顿病 (HD)、早期发作的 AD 或 PD 以及肌萎缩性侧索硬化症 (ALS)。

神经退行性疾病通过以下关键过程发生:

蛋白错误折叠和聚集 - 错误折叠的蛋白质聚集会导致神经原纤维缠结和斑块,从而导致神经元细胞的细胞毒性。

图 1 阿尔茨海默症相互作用通路中的淀粉样斑块

神经炎症- 响应诸如毒性损伤(例如蛋白质聚集)、感染、创伤性损伤或自身免疫等信号引起的 CNS 炎症。免疫系统(小胶质细胞、巨噬细胞)和星形胶质细胞试图去除 CNS 中的损伤刺激以保护大脑的功能。 在神经退行性疾病中,该过程可能是功能失调的。

改变细胞信号转导 - 最近的研究表明,异常细胞间通信(例如,被中断的突触前输入以及被中断的胞内信号转导)会导致神经退行性疾病发病。

获得衰老/细胞死亡 - 参与细胞死亡通路的蛋白质中的突变,包括与神经退行性疾病的进展有关凋亡、坏死和自噬。 凋亡信号转导中断、线粒体功能障碍、自噬受损以及应激/发炎引起的脂质体活化只是导致神经元细胞死亡的少数因素。

 

图 2 死亡受体相互作用通路

图 3 自噬相互作用通路

 


细胞运动受损:近期的研究证明,与 AD 有关的多种蛋白与神经元迁移的调控有关。但需要后续研究来确定,细胞运动性受损会在多大程度上导致神经退行性疾病。此外,还需要更好地理解免疫细胞如何迁移到斑块或炎症区域。
表观遗传学 - DNA 甲基化和组蛋白修饰最近与 AD 和 PD 有关,但对疾病的确切作用尚不清楚。对环境的修饰以及针对表观遗传变化的潜在风险的靶向位点是抗神经退行性疾病的疗法发展中的一个增长领域。

神经退行性疾病研究领域

阿尔茨海默病研究

随着 AD 影响全球约 5000 万人,全球公共卫生负担已迫在眉睫,并有望在未来十年内实现稳定增长。 由于衰老或基因突变,AD 表现出特征性的蛋白质聚集成神经原纤维缠结和斑块、神经元和神经胶质细胞死亡以及认知功能受损。 在这些疾病状态下,慢性炎症是对缠结和斑块或其他刺激中聚集蛋白的反应。 这种神经炎症导致包括 神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞在内的细胞死亡,以及疾病进展

虽然没有治愈 AD 的方法,但靶向已知与疾病进展有关的特定基因突变和蛋白产物是一个广泛治疗研究领域。

AD 的病理标志是脑中的斑块和缠结。斑块由淀粉样 β 蛋白以及其他组成,而缠结则主要由过度磷酸化的 tau 蛋白组成。检测导致这种疾病的蛋白有助于开发特异性抗体。在研究环境中,这些产品在评估与神经退行性疾病进展有关的淀粉样 β 和 tau 以及其他蛋白的表达和沉降中起到重要作用。

图 4 神经元和神经胶质瘤标志物

帕金森病研究

帕金森病 (PD) 是一种运动功能失调且最终进展成认知能力失调的疾病,这种疾病也有年龄和遗传基础,并且与 AD 相比,蛋白聚集更复杂。尽管大多数 PD 都是特发性 PD,但某些有已知的基因突变,这使得新型疗法研究非常复杂。

图 6  帕金森病相互作用通路中的多巴胺信号转导

多发性硬化研究

多发性硬化 (MS) 是由脑和脊髓中神经元周围髓鞘上的免疫系统攻击所引起的。这种病会导致神经元之间的通信不佳以及轴突弱化。MS 表现为体能退化,并且还会导致视力、疼痛处理和语言能力的改变。虽然性别、种族和环境是 MS 发生的风险因素,但确切原因尚且未知。

MRI 研究是 MS 的一种生物标记物。生物标记物的可用性使得我们能够成功开发疾病修饰疗法。

肌萎缩性脊髓侧索硬化症疾病研究

肌萎缩性脊髓侧索硬化症 (ALS) 会影响脑和脊髓中的运动神经元,从而导致这种细胞群退化和死亡。ALS 患者最终会丧失说话、行动和呼吸的能力。虽然 ALS 的因果关系尚且未知,但特定突变与疾病发生有关,并且是一个广泛研究的领域。

亨廷顿氏舞蹈病研究

亨廷顿病(HD)是一种致命的神经退行性疾病,其特征是精神病、认知和运动功能障碍。 从最初的染色体定位到亨廷顿基因的鉴定,HD 的遗传分析一直是遗传性神经疾病的旗舰研究。 已经证明,CAG 重复的增加超过 34 可以导致受影响个体的疾病发作。 突变的亨廷顿蛋白可以聚集,对线粒体功能和代谢产生负面影响,并抑制包括脑源性神经营养因子(BDNF)在内的营养因子的表达。

仅供研究使用。不得用于诊断流程。

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