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引人注目的新证据进一步表明帕金森病在肠道中开始

一项新的小鼠研究揭示了更多证据表明帕金森氏病起源于肠道,然后通过身体的神经元进入大脑。该研究由约翰·霍普金斯大学医学研究所的研究人员于2019年6月发表在“神经元”杂志上,该研究使用小鼠获得更准确的方法来测试可能阻碍疾病进展的帕金森氏症治疗方法。

引人注目的新证据进一步表明帕金森病在肠道中开始

帕金森病是一种进行性神经系统疾病,其中大脑因大脑中被称为黑质的神经细胞丧失而受损。多巴胺水平的降低是导致该病症特征的许多症状的原因,其包括不自主的震颤,缓慢的运动和僵硬的肌肉。心理症状也可能存在,包括抑郁,焦虑,记忆和平衡问题。

人们还认为,帕金森病是由脑细胞中错误折叠的蛋白质α-突触核蛋白的积聚引起的。由于大量蛋白质结合在一起,神经组织死亡并导致称为路易体的死脑物质积聚。运动丧失和认知问题是由脑细胞的这种丧失引起的。

帕金森病的症状通常只在大约80%的黑质神经细胞丢失时出现,但神经细胞丢失的确切原因尚未确定。目前的研究表明,遗传变化和某些环境因素可能会引发疾病的发展。

这是德国神经解剖学家Heiko Braak在2003年进行的帕金森病研究,该研究显示了控制肠道的中枢神经系统部分中错误折叠的α-突触核蛋白的积累。

约翰斯·霍普金斯大学医学院神经学副教授Hanseok Ko博士说,α-突触核蛋白的积累与帕金森病的早期症状如便秘有关。在Braak的研究中,他提出帕金森氏病通过连接肠道和大脑的神经进行,将过程比作爬梯子。

对于这项新研究,研究人员将25微克合成错误折叠的α-突触核蛋白注入健康小鼠的肠道。在注射后一,三,七和十个月后,研究人员取样并分析小鼠脑组织。在10个月的时间里,研究人员发现了证据表明,α-突触核蛋白开始积聚迷走神经与肠道相连,然后扩散到整个大脑。

这些发现进一步证明了肠道在帕金森病中的作用,并为我们提供了一个从一开始就研究疾病进展的模型。这是该领域令人兴奋的发现,并为该疾病的早期干预提供了目标。“

Ted Dawson,医学博士,博士,约翰霍普金斯大学细胞工程研究所所长,约翰霍普金斯大学医学院神经学教授

该实验是对越来越多的证据的回应,这些证据已经表明帕金森氏病在肠道中发展并传播到大脑,然后神经损伤开始。

在他们最初的实验后,研究人员手术切割了一组小鼠的迷走神经,并注入了错误折叠的α-突触核蛋白。七个月后,研究人员对小鼠进行了检查,结果发现那些迷路神经切断的患者与未切除迷走神经的小鼠相比,没有出现细胞死亡的迹象。研究人员专注于错误折叠的蛋白质是否能沿迷走神经,俗称10旅游日颅神经,颅神经的时间最长,最复杂的。迷走神经从大脑穿过面部和胸部延伸到腹部,其食道分支控制胃和小肠中的不自主肌肉等。

道森解释说,切开的迷走神经似乎可以阻止错误折叠的蛋白质进入大脑。

还研究了与小鼠中切断的迷走神经相关的行为变化,将小鼠分成三组:注射错误折叠蛋白的小鼠,迷走神经切断的小鼠并注射错误折叠的蛋白,以及未接受任何注射的对照小鼠或手术切断迷走神经。

筑巢和探索新环境是典型的小鼠行为,在识别物种中的帕金森症状时进行研究。

最初,研究人员发现注射了错误折叠的α-突触核蛋白的小鼠七个月后不能建立良好的巢,这表明对运动控制有一些损害。它们构建巢的能力在0到6的范围内得分,与健康小鼠相比,具有错误折叠蛋白的小鼠产生的得分始终较低。

具有错误折叠蛋白质的小鼠得分低于1,而具有迷走神经切断的小鼠组和对照组通常在筑巢时得分为3或4。有趣的是,大多数小鼠都使用了所有2.5克的筑巢材料。然而,注射错误折叠的α-突触核蛋白的小鼠使用不到半克的筑巢材料。这表明小鼠的精细运动控制能力随着疾病进展而恶化,如Ko所解释的。

第三项实验表明,放置在大型开放式盒子中的健康小鼠对于探索新环境更加开放,而具有错误折叠的α-突触核蛋白的小鼠表现出更高的焦虑水平,并且不太可能远离盒子的角落。该实验用于分析人类常见的症状,其中焦虑水平随疾病进展而增加。

切断迷走神经的小鼠花20到30分钟探索新环境,特别是在盒子的中心。然而,注射了α-突触核蛋白的小鼠,其迷走神经完好无损,花了五分钟探索盒子的中央区域,选择靠近边缘。

该研究证明,错误折叠的蛋白质可以通过迷走神经作为通往大脑的途径从小鼠的肠道传播到大脑。通过切断迷走神经,帕金森病的症状显着减少,这可能有助于预防疾病的神经衰退。

“这是该领域的一个令人兴奋的发现,并提出了早期干预疾病的目标,”道森说。

该研究的下一步包括探索迷走神经的哪一部分使错误折叠的蛋白质进入大脑,以及研究防止这种情况发生的方法。

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