在阿尔茨海默氏症的小鼠模型中破坏成年神经发生的癫痫发作
在阿尔茨海默病的患者中通常观察到记忆障碍和情绪变化,但这些神经元功能的扰动尚不清楚。一些研究人员提出,可以参与大脑中新神经元的改变,或者是神经发生的影响;然而,神经发生是否发生在人类中,较少较少的人患有阿尔茨海默病的罪行。今天在杂志发表的发现细胞报告为此辩论提供了可能的解释,可能会阐明在阿尔茨海默病的疾病中发生的事情。
由贝勒医学院(Baylor College of Medicine)的研究人员领导的一个研究小组通过研究阿兹海默症的动物模型发现,在动物模型和人类模型中,与该疾病相关的癫痫发作会改变成人大脑神经发生的正常动态。服用抗癫痫药物可恢复神经发生,并提高空间辨别任务的表现。
“阿尔茨海默氏症患者的神经发生是否发生了改变是该领域一个有争议的话题。虽然一些小组提出证据支持神经发生减少,其他人声称它增加或没有变化,”通讯作者Jeannie Chin博士说,贝勒医学院神经科学副教授。“在研究这种疾病的小鼠模型时,我们已经确定了一种机制,我们提出这种机制可能会整合所有这些不同的发现。”
神经发生在阿尔茨海默病的动物模型中改变
科学家们发现,在正常的小鼠神经发生中,在整个寿命中发生并且随着动物年龄的减少而降低。神经发生是一种多步骤过程,其从神经干细胞的增殖开始,继续产生中间体细胞如祖细胞并以新神经元出生的新神经元结束。Chin的合作者的调查结果表明,大脑中神经干细胞的池是有限的。在一定数量的细胞分裂之后,神经干细胞停止是干细胞,并且没有被替换。因此,在正常小鼠的整个寿命中,神经干细胞的数量逐渐减少。
“在这项研究中,我们将神经发生过程中的神经发生过程与在我们的阿尔茨海默病的小鼠模型中,发现该过程是相似的,但是,当癫痫发作发生在疾病的小鼠中时,神经发生是敏锐的刺激,”首先说作者Chia-Hsuan Fu,神经科学研究生在Chin实验室。
研究人员观察到,在癫痫发作时,疾病早期,神经发生增加,因为神经干细胞被刺激分裂。随着疾病的进展和癫痫发作,刺激更多神经干细胞,细胞库比没有这种疾病的动物耗尽,而神经发生降低。后来在疾病中,当细胞库耗尽时,神经发生很少。
“这些发现表明,在该疾病的小鼠模型中,癫痫加速了正常的神经发生过程。神经干的池细胞由于没有这种情况,产生新神经元的速度比小鼠更快地耗尽,“傅说。
“虽然我们的研究是在小鼠中进行的,但我们建议使用阿尔茨海默病的人脑中的神经发生程度可能类似地取决于疾病的阶段,在非常早期的阶段更高,然后随着疾病的持续下降而比正常迅速下降,“下巴说。“神经发生的水平取决于疾病期间,采集样品。这些发现可以解释关于神经发生是否在阿尔茨海默病中受影响的看似矛盾的结果。”
下巴还推测,他们发现的机制也可能有助于解释有关成年神经发生的争议研究,这些研究主要是在啮齿动物中进行的,在人类中出现。“取决于获得脑样本的患者的病史,在死亡时可能具有高,低甚至不存在的神经发生水平,”下巴说。
有趣的是,当研究人员用抗癫痫药物对待他们的小鼠模型时,它们标准化神经发生的动态。此外,与未处理过的小鼠相比,用抗癫痫药物处理的动物在空间鉴别任务中提高了它们的性能。在一起,调查结果表明,癫痫发作深受阿尔茨海默病和癫痫症的神经发生和认知函数的改变。
Chin说,他们原本预计,大脑中淀粉样蛋白的积累(该疾病的主要特征)也会影响神经发生,这与其他研究小组的实验结果一致。然而,Chin和她的同事的观察表明,癫痫对神经发生的影响似乎比淀粉样蛋白的积累更大。
发现反对的发现癫痫发作药物可以使过程正常化神经发生该疾病的一个模型表明,在人类患者身上也可能如此。
“然而,”Chin说,“还需要做更多的工作,而且必须谨慎,因为药物必须在疾病的早期使用,就像癫痫开始发生一样。”
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