在一些电视剧中,主角患有认知问题,例如跌倒或遭遇车祸后失忆。这其实并不荒唐。除了严重的脑损伤会直接损害脑组织并导致功能障碍外,科学家还发现,轻度的脑损伤也是阿尔茨海默病(AD,俗称“阿尔茨海默病”)等神经退行性疾病的罪魁祸首。然而,原因尚不清楚。
近日,一项新研究发现,头部损伤可通过唤醒特定基因(APOE4)携带者中潜伏的病毒(HSV-1、单纯疱疹病毒1型)而引发神经退行性疾病,从而揭示了遗传、头部机械性损伤、病毒和痴呆症。该研究于2025年1月7日发表在《科学信号》( )上。作者是来自美国塔夫茨大学(Tufts)生物医学工程系的科研团队。
这项研究的灵感来自于与神经退行性疾病高度相关的多种机制未知的危险因素,包括脑损伤、基因和病毒感染。研究报告称:“轻度 TBI(创伤性脑损伤)可能会产生严重且持久的影响,但目前尚未完全了解。” “总体而言,研究人群中近 10% 的痴呆症病例可归因于至少一次头部受伤事件。”
此前的研究发现,携带APOE4基因的人如果感染1型单纯疱疹病毒,患阿尔茨海默病的风险大大增加。APOE4基因被认为是迟发性阿尔茨海默病的主要遗传危险因素,可能会导致阿尔茨海默病的发生。通过多种途径引起疾病。
1 型单纯疱疹病毒是一种广泛传播的病毒。初次感染后可能会出现口腔溃疡和唇疱疹(“唇疱疹”)等症状。随后,病毒会在神经节内进入潜伏期,并可能被其他病毒感染。 (如COVID-19)、精神压力等因素被重新激活。研究指出,“HSV-1 感染 80% 的 60 岁以下人口,并且在老年人的大脑中高度流行。”
因此,该研究推测轻度TBI可能会诱发神经炎症,从而重新激活潜伏的HSV-1病毒。当 APOE4 携带者发生这种情况时,会引起 AD 等神经退行性疾病的症状。
为了验证这一猜想,研究人员在生物模型上进行了实验。他们首先将人工诱导的神经干细胞(APOE4杂种基因)接种到丝海绵支架中,并在培养基中培养4或8周(更长的培养时间用于模拟大脑老化的状态)。这样就得到了由神经网络组成的三维类人脑组织。然后研究人员用 HSV-1 感染这些组织并诱导病毒进入潜伏状态。
在这些类脑模型上,研究人员模拟了两种类型的脑损伤情况,包括直接撞击造成的严重损伤和通过气压模拟休克造成的重复轻度损伤。
研究发现,这两种损伤都会导致脑组织中潜伏的 HSV-1 重新激活。损伤后,这些组织中开始产生并积累β-淀粉样蛋白和磷酸化tau蛋白,这是阿尔茨海默病的主要病理特征。
受损组织中发生神经胶质细胞的激活和神经炎症反应的增强。作为免疫机制的一部分,神经组织和我们的其他器官一样会“发炎”。当受到刺激时,大脑中的胶质细胞会被激活并分泌炎症介质,为神经元提供支持和保护,但它们也可能产生毒性并造成损伤。
研究人员发现,神经炎症可能是整个机制的核心。他们使用阻滞剂抑制受损脑组织中一种名为 IL-1β 的炎症因子的生物活性,从而抑制神经炎症反应。他们立即发现HSV-1重新激活减少,β淀粉样蛋白产生减少,与阿尔茨海默病相关的病理变化得到缓解。
神经退行性疾病的病因非常复杂。这项研究根据不同危险因素的联系提供了新的治疗思路,包括抗病毒、抗神经炎症和降低头部外伤的风险。研究指出:“总的来说,这项研究可能有助于为未来头部损伤的治疗提供更多信息。如果成功(得到证实),它应该会显着降低 AD 和相关疾病的发病率,特别是慢性脑震荡患者。”
参考:
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