美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校阿茲海默病中心的科研人員進(jìn)行的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，與胰島素一起分泌的一種蛋白通過血流運(yùn)動(dòng),，并且在2型糖尿病和癡呆患者的大腦中積累,，其方式和與阿茲海默病有關(guān)聯(lián)的β淀粉樣蛋白斑一樣,。
該研究首次在阿茲海默病患者大腦中發(fā)現(xiàn)了這種被稱為胰淀素的蛋白的沉積，還發(fā)現(xiàn)了胰淀素與β淀粉樣蛋白斑的聯(lián)合沉積,，這提示胰淀素是第二種淀粉樣蛋白,，而且也是與年齡有關(guān)的癡呆和阿茲海默病的一種新的生物標(biāo)記。
“長(zhǎng)期以來我們就知道糖尿病能損傷大腦,，關(guān)于為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況有很多推測(cè),，但是迄今為止還沒有決定性的證據(jù)，”美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校阿茲海默病中心主任Charles DeCarli說,。
“這項(xiàng)研究是首次提供了清晰的證據(jù)表明胰淀素本身會(huì)進(jìn)入大腦,，并且它形成的斑塊就像被認(rèn)為造成了阿茲海默病的β淀粉樣蛋白形成的那樣，” DeCarli說,。“事實(shí)上,，胰淀素看上去就像β淀粉樣蛋白，它們都能相互作用,。這就是我們把它稱為阿茲海默病的第二種淀粉樣蛋白的原因,。”
題為《胰淀素在大腦的沉積：阿茲海默病的第二種淀粉樣蛋白,？》的論文今天在線發(fā)表在了《神經(jīng)病學(xué)年鑒》（Annals of Neurology）上。
2型糖尿病是一種慢性代謝疾病,，它能增加腦血管疾病和癡呆的風(fēng)險(xiǎn),，在臨床可見的糖尿病出現(xiàn)之前，這種風(fēng)險(xiǎn)會(huì)發(fā)展數(shù)年,。在肥胖和胰島素抵抗的人群中間,，它的發(fā)病率要更高。
胰淀素——即胰島淀粉樣多肽——是一種由胰腺產(chǎn)生的激素,，它隨著胰島素在血流中循環(huán),，通過減緩胃排空、促進(jìn)飽食度并防止餐后血糖水平驟增從而在血糖調(diào)節(jié)方面起到了一個(gè)關(guān)鍵的作用,。它在胰腺的沉積是2型糖尿病的一個(gè)標(biāo)志,。
當(dāng)過度分泌的時(shí)候，一些蛋白質(zhì)有更高的相互粘附的傾向,，形成小的聚集體,，稱為低聚體、原纖維和淀粉樣蛋白,。這些類型的蛋白質(zhì)被稱為淀粉樣的,，包括胰淀素和β淀粉樣蛋白。有大約28種淀粉樣蛋白,，它們都與疾病有關(guān)聯(lián),。
該研究檢查了來自3個(gè)群體的人的大腦組織，這三個(gè)群體分別是同時(shí)患有糖尿病和腦血管病或阿茲海默病造成的癡呆的人群,、患有阿茲海默病但是沒有糖尿病的人群,，以及作為對(duì)照組的年齡匹配的健康人。
這項(xiàng)研究在患有癡呆的糖尿病病人的灰質(zhì)中以及他們的腦血管壁上發(fā)現(xiàn)了大量的胰淀素沉積,，這提示胰淀素從血液循環(huán)流入大腦,。令人吃驚的是，這組科研人員也在此前一直沒有被診斷出患糖尿病的阿茲海默病病人的腦組織中發(fā)現(xiàn)了胰淀素,；他們假定這些人可能此前沒有被診斷出胰島素抵抗,。他們沒有在健康對(duì)照組個(gè)體的大腦中發(fā)現(xiàn)胰淀素沉積。
“我們發(fā)現(xiàn)患癡呆的人們的大腦的胰淀素沉積既獨(dú)立于β淀粉樣蛋白,，又位于β淀粉樣蛋白的附近,，后者被懷疑是阿茲海默病的病因，”加州大學(xué)戴維斯分校藥理系的駐校助理教授Florin Despa說,。“它既存在于大腦的血管壁內(nèi),，也會(huì)在遠(yuǎn)離血管的區(qū)域出現(xiàn)。”
“它在大腦中積累,，而我們發(fā)現(xiàn)了有跡象表明胰淀素類似于β淀粉樣蛋白,，正在殺死神經(jīng)元,，”他繼續(xù)說。“而這可能就是‘究竟是什么讓肥胖和2型糖尿病病人更容易出現(xiàn)癡呆’這一問題的答案,。”
這組科研人員在Despa和他的同事發(fā)現(xiàn)胰淀素在血管以及心肌中積累之后開始了這項(xiàng)研究,。根據(jù)這一證據(jù)，他提出了一項(xiàng)假說,，即同樣的情況可能在大腦中發(fā)生,。為了檢驗(yàn)這一假說，他從加州大學(xué)戴維斯分校阿茲海默病中心得到了一個(gè)試驗(yàn)性科研資助,。
研究人員使用來自捐獻(xiàn)給美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校阿茲海默病中心的65歲以上個(gè)體的大腦組織進(jìn)行了這項(xiàng)研究,，其中有15名同時(shí)患阿茲海默病和2型糖尿病的病人、14名沒有糖尿病的阿茲海默病病人,，以及13名健康的對(duì)照人員。 使用了包括蛋白質(zhì)印跡,、免疫組織化學(xué)和ELISA（酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)）等一系列的測(cè)試從而測(cè)試胰淀素在大腦顳葉樣本中的積累,。
與健康的大腦相比，滲入胰淀素的大腦表現(xiàn)出了空隙空間增加,、組織內(nèi)空腔,、海棉質(zhì)，以及胰淀素積累地點(diǎn)周圍血管彎曲,。
Despa說這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)可能為藥物開發(fā)提供一個(gè)治療靶標(biāo),，或者通過增加腎臟的胰淀素清除率，或者通過減少它在糖尿病病人體內(nèi)的低聚反應(yīng)率和沉積率從而治療病人,。
“如果我們對(duì)前糖尿病——這是一種促進(jìn)胰淀素分泌增加的病——的治療有好辦法,，我們就可能減少包括阿茲海默病和癡呆等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，”Despa說,。
該研究的其他作者包括Kaleena Jackson,、Gustavo A. Barisone、Elva Diaz 和Lee-Way Jin,，他們都來自美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校,。
該研究受到了來自美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)資助CBET 1133339 (F.D.)、美國(guó)糖尿病協(xié)會(huì)資助1-13-IN-70 (F.D.),、美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校阿茲海默病試驗(yàn)項(xiàng)目(F.D.),、美國(guó)國(guó)立衰老研究所獎(jiǎng)金資金P30AG010129 (C.D.)，以及美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校衛(wèi)生系統(tǒng)的一個(gè)展望資助CBET 1133339 (F.D.)的支持,。
美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校阿茲海默病中心是美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院國(guó)立衰老研究所指定的僅有的29所科研中心之一,。該中心的目標(biāo)是把科研進(jìn)展轉(zhuǎn)化成對(duì)病人的改良的診斷和治療方法，同時(shí)把重點(diǎn)放在找到預(yù)防或治愈阿茲海默病的方法的長(zhǎng)期目標(biāo)上,。該中心也受到了加利福尼亞州的資助,，它讓科研人員能夠?qū)σ粋€(gè)獨(dú)特的多樣化人群開展關(guān)于該病的研究,。欲獲取更多信息，請(qǐng)?jiān)L問alzheimer.ucdavis.edu,。
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Annals of Neurology DOI: 10.1002/ana.23956
Amylin deposition in the brain: A second amyloid in Alzheimer's disease?
Kaleena Jackson, Gustavo A. Barisone, Elva Diaz, Lee-way Jin MD, Charles DeCarli, Florin Despa
Objectives: Hyperamylinemia, a common pancreatic disorder in obese and insulin resistant patients, is known to cause amylin oligmerization and cytotoxicity in pancreatic islets leading to β-cell mass depletion and development of type-2 diabetes. Recent data revealed that hyperamylinemia also affects the vascular system, heart and kidneys. We, therefore, hypothesized that oligomerized amylin might accumulate in cerebrovascular system and brain parenchyma of diabetic patients.
Methods: Amylin accumulation in the brain of diabetic patients with vascular dementia or Alzheimer's disease (AD), non-diabetic patients with AD, and age-matched healthy controls was assessed by quantitative real-time PCR, immunohistochemistry, western blot and ELISA.
Results: Amylin oligomers and plaques were identified in the temporal lobe gray matter from diabetic patients, but not controls. In addition, extensive amylin deposition was found in blood vessels and perivascular spaces. Intriguingly, amylin deposition was also detected in blood vessels and brain parenchyma of patients with late-onset AD without clinically apparent diabetes. Mixed amylin and Aβ deposits were occasionally observed. However, amylin accumulation leads to amyloid formation independent of Aβ deposition. Tissues infiltrated by amylin show increased interstitial space, vacuolation, spongiform change, and capillaries bended at amylin accumulation sites. Unlike the pancreas, there was no evidence of amylin synthesis in the brain.
Interpretations: Metabolic disorders and aging promote accumulation of amylin amyloid in cerebrovascular system and gray matter altering microvasculature and tissue structure. Amylin amyloid formation in the wall of cerebral blood vessels may also induce failure of elimination of Aβ from the brain, thus contributing to the etiology of AD.
