Science子刊:睡眠不足為什么會(huì)促進(jìn)阿爾茨海默???
長(zhǎng)期以來(lái),科學(xué)家們一直在探索睡眠模式紊亂與神經(jīng)退行性疾病之間的聯(lián)系。近年來(lái),一些有力研究證據(jù)表明,睡眠中斷與帕金森癥有關(guān),還有大量研究探索了嚴(yán)重睡眠障礙與慢性創(chuàng)傷性腦病的關(guān)系,慢性創(chuàng)傷性腦病是一種與反復(fù)頭部受傷有關(guān)的疾病,比如在拳擊、足球和其他激烈運(yùn)動(dòng)中遭受的創(chuàng)傷。
與阿爾茨海默病相關(guān)的睡眠障礙同樣令人擔(dān)憂,隨著世界人口不可避免地老齡化,阿爾茨海默病發(fā)病率正在全球范圍內(nèi)不斷增加。根據(jù)梅奧醫(yī)學(xué)中心的數(shù)據(jù),估計(jì)有25%的輕度至中度阿爾茨海默病患者存在睡眠障礙,而對(duì)于重度阿爾茨海默病患者,這一數(shù)字則是50%。
近日,圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員在 Science 子刊 Science Translational Medicine 上發(fā)表了題為:Sleep deprivation exacerbates microglial reactivity and Aβ deposition in a TREM2-dependent manner in mice 的研究論文。
研究團(tuán)隊(duì)在多種阿爾茨海默病小鼠模型中證實(shí),睡眠剝奪會(huì)阻止大腦中小膠質(zhì)細(xì)胞在睡眠周期中正確清除β-淀粉樣蛋白(Aβ)沉積,而Aβ沉積是阿爾茨海默病的關(guān)鍵標(biāo)志。這一發(fā)現(xiàn)有助于解釋長(zhǎng)期觀察到的睡眠不足與神經(jīng)變性之間的聯(lián)系。
從生物學(xué)上來(lái)講,睡眠對(duì)大腦是有益的,因?yàn)樵谒咂陂g,大腦會(huì)清理多余的β-淀粉樣蛋白、細(xì)胞和代謝碎片,如果沒(méi)有這種每天的清理循環(huán),就會(huì)對(duì)大腦產(chǎn)生巨大傷害。
論文作者 Samira Parhizkar 博士表示,睡眠不足與老年人的認(rèn)知能力下降有關(guān),這是阿爾茨海默病的一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素。考慮到免疫調(diào)節(jié)基因TREM2(主要在小膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá))在清除致病性Aβ和調(diào)控大腦神經(jīng)變性中的作用,因此,我們的目標(biāo)是研究睡眠不足是否以及如何影響小膠質(zhì)細(xì)胞功能。
在這項(xiàng)新研究中,研究團(tuán)隊(duì)在多個(gè)阿爾茨海默病小鼠模型中進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),希望找到睡眠模式中斷是如何導(dǎo)致β-淀粉樣蛋白沉積的。
研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),與正常睡眠模式的5xFAD阿爾茨海默病小鼠模型相比,睡眠剝奪不僅增強(qiáng)了TREM2依賴(lài)性的Aβ斑塊沉積,而且還誘導(dǎo)了不依賴(lài)于實(shí)質(zhì)性Aβ斑塊存在的小膠質(zhì)細(xì)胞反應(yīng)。
研究團(tuán)隊(duì)還使用透射電子顯微鏡研究了溶酶體形態(tài),發(fā)現(xiàn)了其中的異常,特別是在沒(méi)有Aβ斑塊的小鼠中,并且還觀察到小膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元中溶酶體成熟損傷以TREM2依賴(lài)的方式存在,這表明睡眠的改變影響了神經(jīng)免疫串?dāng)_(Cross-talk)。
無(wú)偏倚轉(zhuǎn)錄組分析和蛋白質(zhì)組分析提供了由睡眠剝奪觸發(fā)的功能途徑的機(jī)制見(jiàn)解,這些途徑是TREM2和Aβ病理所特有的,并在代謝失衡上匯聚。這些研究結(jié)果強(qiáng)調(diào),睡眠剝奪通過(guò)改變代謝能力來(lái)應(yīng)對(duì)長(zhǎng)時(shí)間清醒的能量需求,直接影響小膠質(zhì)細(xì)胞的反應(yīng)性,而這一過(guò)程依賴(lài)于TREM2,這導(dǎo)致了進(jìn)一步的Aβ沉積,這強(qiáng)調(diào)了睡眠調(diào)節(jié)作為一種有希望的阿爾茨海默病治療方法的重要性。
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