長壽文章

在阿茲海默症樣記憶喪失發作之前預測它

記憶力減退、阿茲海默症、腦部問題
  • 大腦活動模式可以預測年輕小鼠是否會出現類似阿茲海默症的記憶問題。

  • ApoE4 基因與阿茲海默症的風險有關。

  • 這項研究測量了小鼠的短波波紋(SWR),這是一種與記憶和空間學習相關的大腦活動。 SWR 較少的小鼠的空間記憶缺陷更嚴重。

  • 測量 SWR 將是預測某人罹患阿茲海默症風險的一種非侵入性方法。

本文發表在 eurekalert.org 上。

對於患有阿茲海默症的人來說,時間是無法倒轉的。 當她開始出現記憶喪失和其他令人擔憂的症狀時,認知能力已經開始下降。數十年的臨床試驗未能提供可以幫助她恢復記憶的治療方法。

如今,格萊斯頓研究所的研究人員正在從不同的角度研究這種毀滅性的疾病。 在發表於的一項新研究中 細胞報告他們證明,特定的大腦活動模式可以提前預測年輕小鼠在老年時是否會出現類似阿茲海默症的記憶缺陷。

該研究的資深作者、格拉德斯通高級研究員黃亞東說:“能夠在缺陷出現之前很久就對其進行預測,可以為設計和測試預防人類阿茲海默症的干預措施提供新的機會。”

這項新工作建立在 2016 年對攜帶載脂蛋白 E4 (ApoE4) 基因的小鼠進行的一項研究的基礎上。 攜帶 ApoE4 基因與人類罹患阿茲海默症的風險增加有關,但並不能保證。 隨著年齡的增長,ApoE4 小鼠經常(但並非總是)出現類似阿茲海默症患者的記憶喪失跡象。

在先前的研究中,黃和他的團隊研究了一種稱為尖波波紋(SWR)的大腦活動,它在哺乳動物的空間學習和記憶形成中發揮直接作用。 當休息的小鼠或人類的大腦快速、反覆地回放最近穿過某個空間(例如迷宮或房屋)的記憶時,SWR 就會發生。

這項新研究的主要作者、加州大學舊金山分校(UCSF) 生物醫學科學研究生課程的近期畢業生Emily Jones 博士表示:「SWR 有兩個重要的可測量組成部分:豐度和短伽瑪(SG)功率。” 「總的來說,SWR 豐度預測 ApoE4 小鼠學習和記憶如何穿過迷宮的速度,而 SG 功率則預測記憶的準確性。”

早期的研究表明,與健康的衰老小鼠相比,衰老的 ApoE4 小鼠具有較低的 SWR 豐度和較弱的 SG 功率。 基於這些結果,瓊斯和她的同事假設測量 SWR 活性可以預測 ApoE4 小鼠在老化過程中明顯記憶問題的嚴重程度。

為了驗證這個想法,研究人員首先記錄了衰老 ApoE4 小鼠靜止時的 SWR 活動。 一個月後,他們讓老鼠執行空間任務來測試它們的記憶力。 他們發現,SWR 較少和 SG 功率較低的小鼠確實更有可能出現更嚴重的空間記憶缺陷。

「實際上,兩年後我們用不同的小鼠成功地複製了這個實驗,」加州大學舊金山分校神經病學和病理學教授黃說。 “令人驚訝的是,我們能夠使用第一組的結果,根據第二組的 SWR 活動,高精度地預測第二組的學習和記憶缺陷程度。”

更引人注目的是團隊的下一個實驗的意外結果。

研究人員很好奇 SWR 活性在小鼠的一生中是如何演變的,此前沒有人對此進行研究。 因此,他們定期測量 ApoE4 小鼠的 SWR,從幼年(早在記憶缺陷出現之前)一直到中年,一直到老年。

瓊斯說:“我們認為,如果幸運的話,我們在老鼠中年時進行的駐波比測量可能與後來的記憶問題有一定的預測關係。”

令人驚訝的是,分析顯示,幼年時 SWR 豐度和 SG 功率的缺陷可以預測哪些小鼠在 10 個月後(相當於人類 30 年後)的記憶任務中表現較差。

瓊斯說:“我們並沒有把賭注押在這些結果上,認為沒有記憶問題的年輕小鼠已經埋下了導致老年記憶缺陷的種子。” “雖然我們很樂意這樣做,但我們認為能夠提前這麼長時間進行預測是很荒謬的。”

由於 SWR 也存在於人類中,這些發現表明,早在記憶問題出現之前,SWR 豐度和 SG 功率就有可能成為阿茲海默症的早期預測因素。

作為評估這種可能性的下一步,黃將與加州大學舊金山分校記憶和老化中心的同事合作,確定阿茲海默症患者的SWR 是否表現出與該疾病小鼠模型中相似的豐度和SG 功率缺陷。

黃說:“這種方法的一個主要優點是,研究人員最近開發了一種非侵入性技術,無需在大腦中植入電極即可測量人體的駐波比。”

如果 SWR 確實可以預測人類阿茲海默症,那麼測量它們可以透過兩個重要方式促進研究和藥物開發工作。 首先,它們可以用來選擇參加臨床試驗的參與者,測試新藥是否可以預防阿茲海默症。 招募已經表現出 SWR 缺陷的患者將增強試驗的統計能力。 其次,SWR 測量可以重複且非侵入性地進行,使研究人員能夠隨著時間的推移測試藥物的效果,甚至在記憶缺陷出現之前。

Huang 強調了 SWR 作為功能預測指標的價值,它可以直接測量阿茲海默症患者大腦功能的下降,而不是僅因潛在疾病而出現的病理變化。

「我強烈認為,阿茲海默症的研究不應僅關注病理學,而應利用 SWR 缺陷等功能變化來指導研究和藥物開發,」他說。 “我們的新發現支持這種方法。”

這項新研究只是格萊斯頓廣泛的阿茲海默症研究計畫的一個面向。 黃說:“格萊斯頓提供了一個獨特的環境,使進行必要的轉化研究成為可能,以提高對這種疾病的理解和治療。”

該研究發表在 C埃爾報告 2019 年 11 月。



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