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清除脑内“垃圾”免得老年痴呆症

最近,前美国第一夫人南希·里根在接受哥伦比亚广播公司名主播华莱士专访时令人心碎地说,前美国总统里根的阿尔茨海默氏症不断恶化,以至于她不能断定她的丈夫是否还认得她。

如果垃圾车不收集垃圾,就会导致城市被垃圾所困而丧失其机能。人体内的情况也是如此,垃圾的堆积是许多疾患的内因……大脑若不好好清理垃圾,就会得阿尔茨海默氏症。阿尔茨海默氏症是一种记忆逐渐丧失的脑部疾病,也就是人们常说的老年痴呆症。这种疾病导致心智功能(思考、记忆和合理推断)严重丧失,它使数以百万计的美国人无法认得家人的面孔,全球大约两千万人因此陷入痛苦之中。近期,日本物理化学研究所的脑科学研究小组组长西道隆臣表示了上述“多倒垃圾”的想法,开始找寻脑中的“垃圾车”。

谁是“脑中垃圾车”

老年痴呆症患者脑中堆积的大量β蛋白质就是“脑中的垃圾”,而西道研究小组发现,能担任“脑中垃圾车”的就是蛋白质分解酶。蛋白质分解酶具有高效的分解能力,如果能维持它的活性作用,就有可能防止β蛋白质的累积。因此,研究人员进行了以下实验:首先,将一组老鼠的基因改变成无法制造蛋白质分解酶的“基因剔除鼠”,将它们和正常的老鼠进行对照,以查明蛋白质分解酶的作用。结果发现,“基因剔除鼠”的脑内,β蛋白质累积量约为正常老鼠的两倍。

西道解释说:“知道了这次的实验结果后,我们检查了老年痴呆症患者的脑部,发现在大脑海马回区,蛋白质分解酶的作用偏低,但在小脑则基本正常。也就是说,人类和老鼠有同样的结果。”

老年痴呆症的两种类型

老年痴呆症可分成65岁以下年龄发病的早年发作型老年痴呆症和65岁以上年龄发病的晚年发作型老年痴呆症。早年发作型老年痴呆症中的20%~50%是显性遗传的家族性老年痴呆症,晚年发作型老年痴呆症则大多数是跟遗传没有明显相关的单发性老年痴呆症。

“到目前为止,已知引起家族性遗传的老年痴呆症基因有3个,3个基因中只要任何一个基因发生变异,几乎可确定100%会发病。” 西道指出:“遗传性或单发性老年痴呆症患者,脑中都会大量累积β蛋白质,但累积的机制则不同:一个是生产量增加,另一个是分解量减少。家族性老年痴呆症属于前者,而单发性老年痴呆症则属于后者。”

β蛋白质一旦聚合,大脑表面的大脑皮质会形成被称作老年斑的病变,老年斑的颜色会逐渐加深,显示脑内的β蛋白质异常上升。β蛋白质上升会诱发称为“神经纤维纠结”的纤维组织及脑部发炎,并于引起这些脑神经异常后,进一步导致老年痴呆症。

西道解释说,老年斑和神经纤维化是老年痴呆症最具特征的两大症状。神经细胞随着老年斑和神经纤维化的增加而减少,脑也渐渐萎缩。患者即使原本神经细胞没有异常,快的话40多岁,慢的话80多岁,脑内的β蛋白质就会开始累积,而累积20~50年后,就有可能发生老年痴呆症。因此,老年痴呆症的潜伏期往往相当长。

防止神经细胞死亡新药

接着,西道研究了一种名为H蛋白质的分解酶的作用,实验中使用了发现有老年痴呆症致病基因存在的神经细胞。不管是拥有3种致病基因中的哪一种,只要加了H蛋白质分解酶,细胞就会毫发无伤地活下去,没有添加的则会死亡。此外,在β蛋白质的老鼠实验中也是只有添加H蛋白质分解酶的细胞存活,而且,任何实验均只需添加极少量的H蛋白质分解酶。

神经细胞死亡也会引起其它的疾病,如:亨廷顿氏舞蹈病、肌萎缩性脊髓侧索硬化等。不可思议的是,除了老年痴呆症以外,H蛋白质分解酶无法防止其它疾病引起的神经细胞死亡。

根据这些实验,研究人员知道,H蛋白质分解酶只需极微量就有效果,并可能应用在临床上。“我们知道,H蛋白质分解酶是仅由24个氨基酸组成的小分子量蛋白质,因此能简单地进入脑内,也能较简单地合成。如果能开发出H蛋白质分解酶或H蛋白质分解酶诱导物质作为药物,该药物即可能成为和以往预防神经细胞死亡药物完全不同的新药物。”西道兴奋地说。过去治疗老年痴呆症的药,不管是已实用化的或是还在临床试验阶段,都只能减轻症状而不能彻底根治。老年痴呆症是长年累月造成的结果,治疗和药物的使用也可能需长时间地进行,因此副作用必须愈小愈好,这是老年痴呆症药物开发的重要课题。

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