Electroacupuncture alleviate cognitive impairment via activation of TREM2-positive microglia in APP/PS1 mice
电针通过激活TREM2阳性小胶质细胞以增强Aβ清除、抑制神经炎症并重塑小胶质细胞转录状态及细胞间通信网络,从而缓解APP/PS1小鼠的认知功能障碍。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可(https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/)。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
人类的大脑是一座宏大而静谧的城市,数以十亿计的细胞在此进行着交流,维持着我们的思想与记忆。在一种被称为阿尔茨海默病的状态下,这座城市开始被一种名为β-淀粉样蛋白的粘性有毒废物所堵塞。通常情况下,大脑自身的清理小组——被称为小胶质细胞的微小免疫细胞——会在街道上巡逻,负责吞噬这些废物并保持环境安全。但在阿尔茨海默病中,这些清理小组往往会变得混乱。它们不再致力于清除碎片,而是变得烦躁不安,释放出有害的化学物质,从而破坏了它们原本应当保护的神经元。几十年来,科学家们一直在寻找一种方法来平息这些免疫细胞的情绪,帮助它们回归清理职责,希望能以此减缓记忆和思维能力的丧失。
来自湖北中医药大学和华中科技大学研究人员的一项最新研究,为实现这一目标提供了一个充满希望的新视角。他们研究了一种名为电针疗法的传统疗法,这种疗法涉及将细针插入身体的特定穴位,并连接上微弱的电流。虽然这种实践长期以来被用于治疗各种疾病,但其对阿尔茨海默病的作用尚不明确。研究团队想要了解,这种治疗是否真的能改变实验小鼠大脑中免疫细胞的行为,以及它是如何实现的。他们将搜索重点放在了这些免疫细胞表面的一种特定蛋白质上,称为TREM2,它就像一个传感器,帮助细胞识别并吞噬有毒废物。
研究人员使用了一组经过基因工程改造的小鼠,这些小鼠会产生阿尔츠海默病中可见的大脑变化,包括毒性斑块的堆积和记忆力的丧失。他们将这些小鼠分为几组:一些接受治疗,另一些则不接受治疗。为了测试TREM2蛋白是否确实是该疗法发挥作用的关键,他们还在给部分小鼠进行针灸前,使用了一种特殊的病毒来暂时关闭制造TREM2的基因。随后,研究人员对小鼠的学习和记忆能力进行了测试,例如在水池中寻找隐藏平台或识别房间里的新物体。
结果令人瞩目。与未接受治疗的小鼠相比,接受电针治疗的小鼠在记忆和学习能力方面表现出了显著提高。它们在水迷宫中的导航速度更快,并且花更多时间探索新物体,这些行为表明它们的大脑更加敏锐。然而,当研究人员关闭TREM2蛋白时,针灸带来的益处消失了。那些带有功能障碍蛋白的小鼠即使接受了治疗,也没有得到改善。这一发现表明,针灸并非通过某种魔力或对身体的普遍提升起作用,而是通过专门激活这种关键的免疫细胞传感器起作用。如果没有TREM2,这种治疗便无法奏效。
通过更深入地观察这些小鼠的大脑,团队发现了这种变化的物理证据。在未受治疗的小鼠中,毒性斑块广泛分布,脑组织显示出损伤和炎症的迹象。而在接受治疗的小鼠中,斑块减少了,脑细胞看起来也更健康。研究人员观察到,针灸促使免疫细胞向毒性斑块移动并包裹住它们。更重要的是,这些细胞开始更有效地吞噬废物。在TREM2被关闭的小鼠中,免疫细胞未能聚集在斑块周围,也未能清理它们,导致大脑处于类似于未治疗组的受损状态。
为了理解细胞内部究竟发生了什么,科学家们使用了一种名为单细胞RNA测序的强大技术。这种方法允许他们读取成千上万个独立细胞的遗传指令,以观察它们的行为方式。他们发现,针灸治疗使免疫细胞从一种有害、愤怒的状态转变为一种有益、专注于修复的状态。具体而言,它促使一类被称为“疾病相关小胶质细胞”的特殊细胞成熟,并更好地履行职责。这些细胞开始产生有助于消化脂肪和清除毒素的基因,同时停止产生引起炎症的基因。当TREM2缺失时,这种转变并未发生;细胞仍然停留在其有害的、炎症性的模式中。
这项研究还揭示了这些细胞是如何相互交流的。在未受治疗的大脑中,细胞会发出增加炎症并破坏大脑保护屏障的信号。针灸治疗抑制了这些有害的信息,并代之以促进安全和修复的信号。这种细胞间更健康的对话完全依赖于TREM2的存在。没有它,大脑将处于冲突状态,细胞会不断发出阻止愈合的求救信号。
这些发现表明,电针可能通过引导大脑自身的免疫系统回归其自然的保护角色,从而为治疗阿尔茨海默病提供一种途径。这种疗法似乎是通过调高一个特定传感器——TREM2的“音量”,进而唤醒清理小组,并教会它们如何清除导致记忆丧失的有毒废物。虽然这项研究是在小鼠身上进行的,仍需进一步研究以确定其在人类身上是否同样有效,但这项工作为这种简单的非药物疗法如何帮助大脑自我修复提供了清晰的生物学解释。它强调了解锁这些益处的关键在于单一且特定的蛋白质,这为未来的疗法提供了新的靶点,也让我们对如何诱导大脑康复有了更深的理解。
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