Science子刊:头部损伤,大脑出现tau蛋白缠结物

  在一项新的研究中,来自英国伦敦大学帝国理工学院等研究机构的研究人员首次在遭受单次头部损伤的患者大脑中可视化观察到与痴呆症相关的蛋白“缠结物”。相关研究结果发表在2019年9月4日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“In vivo detection of cerebral tau pathology in long-term survivors of traumatic brain injury”。

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这些扫描显示了遭受创伤性脑损伤的患者大脑中tau蛋白的含量。红色表示tau蛋白积累增加。图片来自Imperial College London。

  在早期的研究中,这些研究人员研究了21名患者,这些患者在至少18年前遭受中度至重度头部损伤(主要来自交通事故),还有11名未遭受头部损伤的健康人。

  这项研究表明这些患者中的一些人在大脑中存在称为tau蛋白缠结物的蛋白团块。

  这些研究人员招募了来自英国格拉斯哥大学健康与福利研究所和帝国理工学院卫生保健国民卫生服务体系信托机构的患者。他们表示,这项新的研究可能通过让医务人员监测tau蛋白含量来加快开发降解tau蛋白缠结物的方法。

  tau蛋白通常有助于为大脑中的神经细胞提供结构支持---充当一种支架,但是当脑细胞受损时---比如在遭受头部损伤期间,这种蛋白就可能形成蛋白团块或缠结物。tau蛋白缠结物在阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症中发现,并且与进行性神经损伤有关。

  一段时间以来,科学家们已经知道,在拳击、橄榄球和美式足球等运动中反复发生的头部损伤,可能会导致晚年的神经退化和痴呆症,与一种被称为慢性创伤性脑病(chronic traumatic encephalopathy)的脑部疾病尤其密切相关。

  论文第一作者、帝国理工学院脑科学系研究员Nikos Gorgoraptis博士解释道,然而,这是科学家们第一次观察到遭受单次严重头部损伤的活着的患者体内存在蛋白缠结物。

  “科学家们越来越多地意识到头部受伤在大脑中产生持久的影响---并且在初次受伤后的几十年内可能继续造成伤害。然而,到目前为止,大多数研究都集中在持续遭受多次头部受伤的人身上,比如拳击手和美国橄榄球选手。这是我们第一次观察到这些蛋白缠结物存在于遭受单次头部受伤的患者中。”

  Gorgoraptis博士补充说,尽管这些蛋白缠结物在尸检患者的大脑中检测到---在这里,这项新研究的结果表明大约三分之一的遭受单次头部损伤的患者会出现蛋白缠结物---它们之前从未在活着的患者大脑中观察到。

  这项研究联合使用了一种称为PET扫描的脑部扫描和一种结合tau蛋白的称为flortaucipir的物质,以便研究遭受头部损伤的患者大脑中的tau蛋白含量。

  这些结果显示总体而言,遭受头部受伤的患者更容易形成tau蛋白缠结物。这篇论文还表明具有tau蛋白缠结物的患者具有较高水平的神经损伤,特别是在大脑白质中。健康人中都不存在tau蛋白缠结物。

  有趣的是,这些结果显示,与具有较少tau蛋白缠结物的患者相比,具有较高水平的tau蛋白缠结物的患者并不一定会发生脑功能下降,比如记忆问题。

  然而,Gorgoraptis博士补充说,这些缠结物可能在一个人开始出现记忆丧失等症状几年之前就会产生。他解释说,关于tau蛋白缠结物和脑损伤还有很多问题要解答。

  “这项研究有助进一步了解头部损伤和神经退化风险。并非所有遭受头部损伤的患者都会出现这些蛋白缠结物,一些患者可以多年内携带这些缠结物但不会出现症状。尽管我们知道tau蛋白缠结物与阿尔茨海默病和其他形式的痴呆症相关,但是我们才刚刚开始了解脑部创伤是如何导致它们形成的。这项研究令人兴奋的之处在于,这是迈向脑部扫描的第一步,这种扫描可以清楚地显示出tau蛋白在大脑中的含量,以及它的位置。随着未来几年开发针对tau蛋白缠结物的疗法,这些脑部扫描将有助于医生选择可能受益的患者,并监测这些治疗的有效性。”

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