據(jù)今天發(fā)表在PLOS Genetics上的研究，大腦清除與阿爾茨海默病密切相關(guān)的蛋白質(zhì)的能力與我們的晝夜節(jié)律有關(guān)。該研究強(qiáng)調(diào)了健康的睡眠習(xí)慣在防止蛋白質(zhì) Amyloid-Beta 42 (AB42) 在大腦中形成團(tuán)塊方面的重要性，并為潛在的阿爾茨海默氏癥治療開辟了道路。
“免疫細(xì)胞的晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)在生物鐘和阿爾茨海默病之間的復(fù)雜關(guān)系中發(fā)揮作用，”晝夜節(jié)律專家、倫斯勒理工學(xué)院生物科學(xué)副教授 Jennifer Hurley 說。“這告訴我們，健康的睡眠模式可能對緩解阿爾茨海默病的某些癥狀很重要，而這種有益效果可能是由一種稱為巨噬細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞的免疫細(xì)胞類型所賦予的。”
該研究是在倫斯勒生物技術(shù)和跨學(xué)科研究中心進(jìn)行的，該中心專注于神經(jīng)退行性疾病。Hurley 博士與 Rensselaer 教授 Robert Linhardt(聚糖專家和合成肝素的發(fā)明者)以及 Chunyu Wang 合作，他們正在進(jìn)行的研究詳細(xì)介紹了與阿爾茨海默病有關(guān)的蛋白質(zhì)的產(chǎn)生和傳播的幾種機(jī)制。
“這一見解揭示了一種通過跨學(xué)科方法治療阿爾茨海默氏癥等神經(jīng)退行性疾病的新機(jī)制和途徑，象征著 CBIS 在研究和發(fā)現(xiàn)方面的實力，并為人類健康和福祉提供了新的視角，”Deepak Vashishth 說， CBIS 主任。
晝夜節(jié)律系統(tǒng)由一組核心時鐘蛋白組成，這些時鐘蛋白通過引起酶和激素水平的每日波動來預(yù)測晝夜循環(huán)，最終影響體溫和免疫反應(yīng)等生理參數(shù)。晝夜節(jié)律系統(tǒng)的破壞與糖尿病、癌癥和阿爾茨海默氏癥等疾病的聯(lián)系越來越緊密。
帶有明場巨噬細(xì)胞圖像的時鐘圖像顯示了細(xì)胞表面硫酸乙酰肝素蛋白多糖的晝夜節(jié)律變化(以粉紅色顯示)如何阻礙熒光標(biāo)記的淀粉樣蛋白-β 的吞噬作用(以綠色顯示)。隨著時間的推移，硫酸乙酰肝素蛋白聚糖減少，我們看到吞噬作用增加，時鐘左側(cè)顯示的亮綠色細(xì)胞證明了這一點。這張圖片是使用我們的熒光顯微鏡細(xì)胞圖像制作的，其中包含來自應(yīng)用程序 Wombo 的硫酸乙酰肝素蛋白聚糖的藝術(shù)渲染圖。時鐘是使用 Photoshop 和剪貼畫制作的。圖片來源：Gretchen Clark，使用 Wombo 制作(CC-BY 4.0，creativecommons.org/licenses/by/4.0/)
阿爾茨海默病的一個明顯跡象是斑塊，即大腦中 AB42 的細(xì)胞外團(tuán)塊。巨噬細(xì)胞(當(dāng)它們駐留在大腦中時稱為小膠質(zhì)細(xì)胞)是一種尋找和破壞不需要的物質(zhì)的免疫細(xì)胞，通過在稱為吞噬作用的過程中攝取 AB42 從大腦中清除它。在早期的研究中，Hurley 博士和愛爾蘭皇家外科學(xué)院的合作者調(diào)查了巨噬細(xì)胞的晝夜節(jié)律控制，積累了詳盡的數(shù)據(jù)集，可以查看哪些巨噬細(xì)胞 RNA 和蛋白質(zhì)以晝夜節(jié)律振蕩。研究人員注意到酶的振蕩有助于在巨噬細(xì)胞表面產(chǎn)生兩種蛋白質(zhì)——硫酸乙酰肝素蛋白多糖和硫酸軟骨素蛋白多糖——已知這兩種蛋白都在調(diào)節(jié) AB42 的清除中發(fā)揮作用。
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