动物模型为试验阿尔茨海默病疗法开辟了道路
在过去的几十年里,我们对阿尔茨海默病的认识迅速增长,但事实证明,很难将关于这种疾病的基本发现转化为新的治疗方法。现在,位于加州大学戴维斯分校的加州国家灵长类动物研究中心的研究人员已经在恒河猕猴身上建立了阿尔茨海默病早期阶段的模型。该猕猴模型于3月18日发表在该杂志上阿尔茨海默病与痴呆:阿尔茨海默病协会杂志可以更好地测试新疗法。
的模型是由中国科学院的约翰·莫里森教授的实验室与拉什大学医学中心的杰弗里·科尔道尔教授和佛罗里达大学的助理教授帕拉米塔·查克拉巴蒂合作开发的。
阿尔茨海默病被认为是由tau蛋白和淀粉样蛋白的错误折叠引起的。错误折叠的蛋白质散布在大脑导致炎症和细胞死亡。τ蛋白质通常在大脑和中枢神经系统的神经元中发现,但在其他地方不存在。
研究人员认为,从这种疾病悄无声息的开始到认知能力下降的第一个迹象,可能需要几十年的时间。了解这些年来发生的事情可能是预防或逆转阿尔茨海默病症状的关键。但是,如果没有一个强有力的动物模型,就很难研究治疗策略人间的条件莫里森说。许多研究都集中在转基因小鼠它们表达了人类版本的淀粉样蛋白或tau蛋白,但这些研究已被证明很难转化为新的治疗方法。
需要新的翻译模型
CNPRC的博士后研究员、该论文的第一作者丹妮尔·贝克曼(Danielle Beckman)说,人类和猴子的大脑中有两种形式的tau蛋白,但啮齿动物只有一种。
她说:“我们认为猕猴是一个更好的模型,因为它在大脑中表达的tau蛋白与人类相同。”
小鼠也缺乏某些区域的新皮层,如前额叶皮层这是人类大脑中极易患上阿尔茨海默病的区域。前额皮质在恒河猕猴中存在,对人类和猴子的认知功能都至关重要。贝克曼说,迫切需要新的、更好的阿尔茨海默病动物模型,可以介于小鼠模型和人体临床试验之间。
Chakrabarty和他的同事创造了人类tau基因的变种,这些变种会导致错误折叠,被病毒粒子包裹。这些载体被注入恒河猴,在大脑中一个叫做内嗅皮层这是阿尔茨海默病的高发部位。
在三个月内,他们可以看到错误折叠的tau蛋白已经扩散到动物大脑的其他部分。他们发现引入的人类突变tau蛋白和猴子自身的tau蛋白都发生了错误折叠τ蛋白.
莫里森说:“扩散的模式明确地表明,基于tau的病理遵循内嗅皮层的精确连接,病理tau的播种可以通过突触连接从一个区域传递到下一个区域。”他说:“这种通过大脑回路传播的能力导致了负责高级认知的皮层区域受损,而这些区域与内嗅皮层距离很远。”
这个团队之前已经证实了错误折叠的传播淀粉样蛋白通过注射短段有缺陷的淀粉样蛋白,在代表阿尔茨海默病早期阶段的猕猴体内进行研究。贝克曼说,新的tau蛋白模型可能代表了疾病的中期阶段。
“我们认为这代表了一个更退化的阶段,但在广泛的细胞死亡发生之前,”她说。
研究人员下一步计划测试行为变化是否与人类阿尔茨海默氏症相当疾病在恒河猴模型中发展。如果是这样,它可以用来测试防止错误折叠或炎症的疗法。
莫里森说:“过去四年来,我们一直致力于开发这些模型。”“我认为,如果没有一个大型合作团队和国家灵长类动物研究中心的广泛资源,你不可能做到这一点。”
进一步探索