MIT团队改变阿尔兹海默症干预规则:不打针不吃药——无创治疗!

【字体: 时间:2019年03月18日 来源:生物通

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  麻省理工学院的神经学家让类似阿尔兹海默症患者的小鼠模型听声音、照光,证明这种组合疗法可以改善认知和记忆障碍。

  

这种无创治疗通过诱发脑电波(伽马振荡)起效,大大减少了小鼠大脑中的淀粉样斑块。大片脑区,包括对学习和记忆等认知功能至关重要的区域的斑块都被清除了。

3月14日发表在《Cell》的文章通讯作者是MIT Picower学习与记忆研究所所长蔡立慧(Li-Huei Tsai),MIT研究生Anthony Martorell和乔治亚理工学院研究生Abigail Paulson是本文的第一作者。

神经系统科学教授蔡立慧致力于阐明影响学习和记忆的神经系统疾病的致病机制,也是MIT“大脑老化”计划的创始成员之一。早在2016年,蔡教授团队就曾在《Nature》杂志首次报道了,使用40赫兹闪烁光,每天传输一小时,可以降低基因工程阿尔兹海默症症状小鼠脑内β-淀粉样斑块和另一种疾病相关标记物磷酸化的tau蛋白水平。这种光治疗方法也刺激了清除碎片的免疫细胞,即小胶质细胞的活性。

3年前的研究表明,闪烁光仅限于改善视觉皮层。《Cell》这篇新研究,他们探索了是否可以通过声音刺激抵达其他脑区。研究人员发现,在7天的时间里,每天接触1小时40赫兹的音调,会显著减少听觉皮层和海马中β淀粉样蛋白的数量。

“新研究证明,我们可以使用完全不同的感官模式来诱发大脑伽马振荡。其次,听觉刺激诱导的伽马振荡所减少的淀粉样蛋白和tau的病理变化不局限于感觉皮层,还影响海马,”蔡教授说。

大脑神经元产生电信号,同步形成几个不同频率范围的脑电波。之前的研究表明,阿尔兹海默症患者频率范围在25至80赫兹的伽马振荡受损,而这部分伽马振荡被认为有助于注意力、感知和记忆等大脑功能。

记忆改善

研究人员还测试了听觉刺激对小鼠认知能力的影响。经过一周治疗,小鼠在迷宫任务中表现更好,在迷宫内,它们被要求记住关键的标志物,治疗后,小鼠能更好地识别以前遇到的物体。

与光治疗不同,听觉治疗不仅引起了小胶质细胞变化而且还能引起血管变化,科学家猜测这可能有助于淀粉样蛋白的清除。

戏剧效果

研究人员随后决定将视觉和听觉刺激结合起来,令他们惊讶的是,双重治疗比单独治疗的效果更好。大部分脑区的淀粉样蛋白斑块呈现更多减少,包括前额叶皮质,小胶质细胞的反应也更强了。

“这些小胶质细胞只在有斑块的地方周围相互堆积,”蔡教授说。“这非常戏剧化。”

然而,如果给小鼠治疗一周,等一周再进行测试,许多积极影响已经消失,这意味着需要不断地给与治疗以保持其益处。

在另一项正在进行的研究中,蔡教授团队正在分析伽马振荡如何影响特定脑细胞类型,以期发现这种现象背后的分子机制。“还需要进一步研究来确定这种治疗方法是否适用于人类患者,”她说。

研究人员已经对健康人体受试者进行该刺激的初步安全测试。研究团队开始招募早期阿尔兹海默症患者来研究其对该疾病的可能影响。

波士顿大学数学和统计学教授Nancy Kopell说:“尽管物种之间存在差异,但我们有理由乐观地认为,这些方法可以为人类提供有用的干预措施。”

这篇文章和相关研究可能对阿尔兹海默和其他涉及大脑炎症相关疾病产生巨大的临床效应。

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原文检索:
Multi-sensory Gamma Stimulation Ameliorates Alzheimer’s-Associated Pathology and Improves Cognition. DOI:https://doi.org/10.1016/j.cell.2019.02.014

Gamma frequency entrainment attenuates amyloid load and modifies microglia. Nature. 2016 Dec 7; 540 (7632): 230-235.


(生物通:伍松)

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