追踪多巴胺和5-羟色胺信号变化……“有望为精准诊断和治疗提供线索”

国内研究团队首次揭示了展示阿尔茨海默病在大脑中沿何种路径扩散和进展的“分子信号电路图”。通过同时分析蛋白质和神经递质的变化,立体地阐明了阿尔茨海默病在大脑各个区域如何发生连接与扩散。


韩国脑研究所(KBRI)18日表示,该所退行性脑疾病研究组的研究团队通过对蛋白质组和神经递质信息进行整合分析,成功绘制出阿尔茨海默病早期进展过程中按大脑不同部位划分的“分子信号电路图”。

通过对PS19 tau病变小鼠7个脑区的蛋白质组和神经递质进行综合分析,挖掘与阿尔茨海默病发病机制相关信号模块的研究概要。研究团队供图

通过对PS19 tau病变小鼠7个脑区的蛋白质组和神经递质进行综合分析,挖掘与阿尔茨海默病发病机制相关信号模块的研究概要。研究团队供图

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阿尔茨海默病是典型的退行性脑疾病,在异常聚集的tau蛋白之外,还伴随多巴胺、5-羟色胺等多种神经递质系统的异常,这些异常彼此复杂交织而导致疾病发生。然而,以往研究多集中于某一特定蛋白或单一神经递质的变化,对于这些分子在不同脑区之间如何相互连接并推动疾病进展,尚未得到充分阐明。


为克服这一局限,研究团队引入了“整合多组学分析策略”。他们利用阿尔茨海默病tau病变模型PS19小鼠,同时分析包括海马和大脑皮层在内的7个主要脑区的蛋白质组与神经递质变化,随后借助最新数据分析技术,追踪蛋白质信号传导网络与神经递质浓度变化之间的连接结构。


结果显示,在阿尔茨海默病进展过程中,多巴胺和5-羟色胺相关信号体系在不同脑区以截然不同的方式发生变化。尤其是在负责记忆和学习的海马以及参与运动调节的小脑中,神经递质的变化与特定蛋白质信号网络紧密相连,对疾病进展产生显著影响。

阿尔茨海默“扩散路径”被揭示…首次绘制分脑区分子电路图[读懂科学] View original image

研究团队表示,通过这一研究,他们并非仅停留在单纯分子变化层面,而是上升到按大脑不同部位划分的“分子电路图”层面,揭示了阿尔茨海默病的复杂病理生理机制。


Yoon博士表示:“本研究通过对蛋白质组和神经递质信息的整合分析,从大脑各个部位的电路水平提供了理解阿尔茨海默病病理生理的新视角,具有重要意义”,“今后有望为基于整合多组学技术的新型诊断与治疗策略开发作出贡献”。



本研究在科学技术信息通信部下属韩国脑研究所机构自有项目,以及韩国研究财团、信息通信产业振兴院(NIPA)的支持下完成。研究成果刊登在国际学术期刊《分子与细胞蛋白质组学(Molecular & Cellular Proteomics,MCP)》最新一期。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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