马萨诸塞州坎布里奇 - 几年前，麻省理工学院的神经科学家表明，他们可以通过让动物在特定频率下轻微闪烁来显着减少老鼠体内阿尔茨海默病的淀粉样蛋白斑。
在一项新的研究中，研究人员发现这种治疗在细胞水平上具有广泛的作用，它不仅有助于神经元，还有助于称为小胶质细胞的免疫细胞。总体而言，这些作用可以减少炎症，增强突触功能，并防止细胞死亡，这些小鼠经遗传编程可以治疗阿尔茨海默病。
麻省理工学院Picower学习与记忆研究所所长，该研究的高级作者李丽惠说：“似乎神经退行性疾病在很大程度上得到了预防。”
研究人员还发现，闪烁的光增强了小鼠的认知功能，在空间记忆测试方面比未经治疗的老鼠表现得更好。该治疗还对老年健康小鼠的空间记忆产生有益影响。
麻省理工学院博士后的Chinnakkaruppan Adaikkan是这项研究的主要作者，该研究于5月7日在线出现在Neuron上。
有益的脑电波
Tsai最初关于闪烁光效应的研究表明，频率为40赫兹(每秒周期)的视觉刺激会在视觉皮层中诱发称为伽马振荡的脑电波。这些脑电波被认为有助于正常的大脑功能，如注意力和记忆力，以前的研究表明它们在阿尔茨海默病患者中受损。
Tsai和她的同事后来发现，将闪烁的光线与声音刺激 - 40赫兹音调相结合 - 可以进一步减少斑块，并且还具有更远的效果，延伸到海马体和前额皮层的部分区域。研究人员还发现了光和声引起的伽马振荡的认知益处。
在他们的新研究中，研究人员希望深入研究这些有益效果是如何产生的。他们专注于两种不同的小鼠品系，这些小鼠经过遗传编程可以产生阿尔茨海默病的症状。其中一种称为Tau P301S，具有Tau蛋白的突变形式，其形成如阿尔茨海默病患者中所见的神经原纤维缠结。另一种称为CK-p25，可被诱导产生一种叫做p25的蛋白质，这种蛋白质会导致严重的神经。Tsai说，这两种模型都比他们用于原始光闪烁研究的模型显示出更大的神经元损失。
研究人员发现，视觉刺激，每天一小时，持续三到六周，对神经元有显着影响。在两种类型的阿尔茨海默氏症模型中，他们在预期开始之前不久开始治疗。治疗三周后，Tau P301S小鼠未显示出神经元，而未经治疗的Tau P301S小鼠失去了15%至20%的神经元。在处理6周的CK-p25小鼠中也预防了神经。
“我已经使用p25蛋白质超过20年，我知道这是一种非常神经毒性的蛋白质。我们发现p25转基因表达水平在治疗小鼠和未治疗小鼠中完全相同，但治疗小鼠中没有神经退行性疾病。 ，“蔡说。“我没有见过这样的东西。这非常令人震惊。”
研究人员还发现，经过处理的小鼠在称为Morris水迷宫的空间记忆测试中表现更好。有趣的是，他们还发现，这种治疗方法改善了老年小鼠的表现，这种老鼠没有阿尔茨海默病的诱因，但不是年轻健康的老鼠。
遗传变化
为了弄清楚在细胞水平上发生了什么，研究人员分析了治疗和未治疗小鼠，神经元和小胶质细胞中发生的基因表达变化 - 免疫细胞负责清除大脑中的碎片。
在未经治疗的小鼠的神经元中，研究人员发现与DNA修复，突触功能和称为囊泡运输的细胞过程相关的基因表达下降，这对于突触正常运作很重要。然而，与未处理的小鼠相比，处理的小鼠显示出更高的那些基因表达。研究人员还发现治疗小鼠的突触数量更多，以及更大程度的连贯性(大脑不同部位之间的脑波同步测量)。
在他们对小胶质细胞的分析中，研究人员发现未经治疗的小鼠中的细胞显示出炎症促进基因的表达，但治疗的小鼠显示出这些基因的显着减少，以及与运动相关的基因的增强。研究人员说，这表明在治疗的小鼠中，小胶质细胞可以更好地抵抗炎症并清除可能导致淀粉样蛋白斑和神经原纤维缠结形成的分子。他们还发现较低水平的Tau蛋白质版本往往会形成缠结。
Tsai说，研究人员正在研究的一个未解决的关键问题是伽马振荡如何触发所有这些保护措施。
“很多人一直在问我小胶质细胞是否是这种有益效果中最重要的细胞类型，但说实话，我们真的不知道，”她说。“毕竟，振荡是由神经元引发的，我仍然认为它们是主调节器。我认为振荡本身必须触发一些细胞内事件，就在神经元内部，并且不知何故它们受到保护。”
研究人员还计划在具有更高级症状的小鼠中测试治疗，以确定神经元是否可以在开始后逆转。他们还开始了人类患者光和声刺激的1期临床试验。
标签：阿尔茨海默氏症
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