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在神经退行性疾病中 脑免疫细胞对糖有贪婪的胃口

在神经退行性疾病开始时,大脑的免疫细胞——“小胶质细胞”——吸收葡萄糖(一种糖分子)的程度比迄今为止假设的要大得多。发表在《科学转化医学》杂志上的 DZNE、LMU München 和 LMU Klinikum München 的研究得出了这一结论。这些结果对于解释描绘大脑中葡萄糖分布的脑部扫描具有重要意义。此外,这种基于图像的数据有可能作为一种生物标志物,无创地捕捉小胶质细胞对痴呆症患者治疗干预的反应。

在人类中,大脑是能量消耗最高的器官之一,它会随着年龄和疾病(例如阿尔茨海默病)而发生变化。“能量代谢可以通过大脑中葡萄糖的分布间接记录。葡萄糖是一种能量载体。因此,假设葡萄糖在大脑中积聚的地方,能量需求和大脑活动特别高,“LMU Klinikum München 核医学系副主任 Matthias Brendel 博士说。

通常用于此目的的测量技术是正电子发射断层扫描 (PET) 的一种特殊变体,在技术术语中称为“FDG-PET”。被检查的个体被给予含有分布在大脑中的放射性葡萄糖的水溶液。然后由扫描仪测量糖分子发出的辐射并进行可视化。“然而,空间分辨率不足以确定葡萄糖在哪些细胞中积累。最终,你会得到一个混合信号,它不仅来自神经元,还来自小胶质细胞和大脑中发现的其他细胞类型,”布伦德尔说。

蜂窝精度

“教科书的观点是,来自 FDG-PET 的信号主要来自神经元,因为它们被认为是大脑中最大的能量消耗者,”DZNE 研究组组长兼慕尼黑大学生物化学教授 Christian Haass 说。“我们想对这个概念进行测试,发现信号实际上主要来自小胶质细胞。这至少适用于神经退行性疾病的早期阶段,此时神经损伤还没有那么严重。在这种情况下,我们看到小胶质细胞吸收了大量的糖。这似乎是允许它们进行急性、高能量消耗的免疫反应所必需的。例如,这可以针对与疾病相关的蛋白质聚集体。只有在疾病后期,PET 信号才似乎由神经元主导。”

慕尼黑研究人员的发现基于实验室调查以及对大约 30 名痴呆症患者的 PET 研究——阿尔茨海默病或所谓的四重复 tau 蛋白病。例如,这些发现得到了对小胶质细胞大部分从大脑中移除或可以说是失活的小鼠的研究的支持。此外,还使用了一项新开发的技术,该技术允许根据细胞类型对来自小鼠大脑的细胞进行分类,并分别测量它们的糖摄取量。

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