
阿爾茨海默癥(AD)是見的癡呆癥形式,給患者及其家庭帶來了巨大不幸。更可怕的是,每3秒鐘,就有一位新的患者產(chǎn)生,而這一數(shù)字還在隨人口老齡化攀升。預計到2050年,阿爾茲海默癥患者將增至1.5億以上。
令人遺憾的是,這一領(lǐng)域至今仍未能揭開阿爾茲海默癥發(fā)病的具體機制。
在正常情況下,健康成年人腦脊液中β-淀粉樣蛋白(Aβ)的水平每天都會發(fā)生波動:白天多,夜間少(被清除)。然而,隨著年齡的增長或其他原因,波動變得越發(fā)沒有規(guī)律,從而導致Aβ在大腦中積聚,并與過度磷酸化Tau蛋白組成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)驅(qū)動了阿爾茲海默癥。這也是迄今為止該領(lǐng)域的主流觀點。因此,衰老是阿爾茨海默癥的最大風險因素。
然而,在衰老以前,很可能你已經(jīng)埋下了癡呆的“種子"。
過去的研究發(fā)現(xiàn),僅僅一個晚上沒睡好就會導致Aβ增加,而一周的不良睡眠還會導致tau蛋白積累。在阿爾茲海默癥癥狀出現(xiàn)前數(shù)年開始的睡眠障礙與日后發(fā)病以及更嚴重癥狀的風險增加有關(guān)。因此,阿爾茲海默癥與晝夜節(jié)律紊亂具有雙向關(guān)系。
晝夜節(jié)律是一種以24小時為周期的內(nèi)源性計時系統(tǒng)(生物鐘),受自然光照影響,控制著機體一系列生物過程,包括激素分泌、代謝循環(huán)和對病原體的免疫保護,也誘導了我們充滿節(jié)律的自然行為,如吃飯和睡眠-喚醒周期。簡單地說,該在什么時間干什么,晝夜節(jié)律已經(jīng)安排好,不以人的意志為轉(zhuǎn)移。
因此,與晝夜節(jié)律同步對身體健康至關(guān)重要,而熬夜、睡眠剝奪或睡眠障礙會導致機體晝夜節(jié)律紊亂,讓每天按時“上夜班"負責清除一整天在大腦中積累廢物的免疫細胞工作時間減少,導致Aβ開始在大腦中積聚。而且,這一過程可能會因為日后的睡眠不足而進一步“積少成多"。因此,睡眠不足意味著面臨不止一種疾病的風險。
然而,到目前為止,科學家們還一直未能將晝夜節(jié)律與負責清除淀粉樣蛋白的免疫細胞活動直接聯(lián)系起來。
來自美國倫斯勒理工學院的研究團隊通過研究免疫細胞的節(jié)律性活動找到了控制它們的分子“計時器",從而發(fā)現(xiàn)了將晝夜節(jié)律紊亂與β-淀粉樣蛋白(Aβ)積聚聯(lián)系起來的潛在機制。
在早期研究中,該團隊發(fā)現(xiàn)巨噬細胞的RNA和蛋白質(zhì)水平會根據(jù)每日的晝夜節(jié)律而波動。
巨噬細胞是免疫細胞中的“清道夫",負責吞噬廢物、有缺陷的蛋白質(zhì)和已亡細胞,從而防止毒性損傷。巨噬細胞在晚期阿爾茨海默癥中會遷移到大腦中。
在這項新研究中,研究人員利用骨髓衍生的巨噬細胞 (BMDM) 作為替代物,發(fā)現(xiàn)了一些酶的波動會在巨噬細胞表面產(chǎn)生兩種蛋白質(zhì),即硫酸乙酰肝素(Heparan sulfate)和硫素(Chondroitin sulfate)。減少這兩種蛋白質(zhì)的水平有助于巨噬細胞將Aβ42蛋白從大腦中清除出去。
但當生物鐘被擾亂時,巨噬細胞的節(jié)律性會迅速紊亂,并隨著硫酸乙酰肝素的水平升高,減緩了清除Aβ42的速度。
隨后,在測試晝夜節(jié)律周期和這些細胞表面蛋白聯(lián)系的實驗中,研究人員發(fā)現(xiàn)健康的巨噬細胞針對Aβ42蛋白的攝取量可以隨著每日晝夜節(jié)律波動,但在沒有核心時鐘調(diào)節(jié)的免疫細胞中沒有觀察到相同的模式。
此外,在正常晝夜節(jié)律的健康巨噬細胞中,兩種細胞表明蛋白質(zhì)都降到了最水平,從而讓免疫細胞在清除導致阿爾茨海默癥的有害蛋白質(zhì)方面做得更加出色。
該研究通訊作者、晝夜節(jié)律專家、生物科學副教授Jennifer Hurley說:“顯然,這一切都是由晝夜節(jié)律安排的。當存在大量這些細胞表面蛋白質(zhì)時,巨噬細胞就不能足量攝取Aβ42。我們不確定為什么會這樣,但肯定存在著某種聯(lián)系。"
她總結(jié)說道:“從理論上講,如果我們能提高這種節(jié)律性,也許就能增強清除Aβ42蛋白的能力,從而防止對大腦的損害