神经退行性疾病及其防治

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2.1.2 胆碱能学说
70年代初发现胆碱能系统与学习记忆密切相关。 随后经过大量的研究证实AD患者胆碱乙酰化酶 (ChAT)、
乙酰胆碱酯酶 (AChE)和乙酰胆碱 (ACh)合成、释放、 摄取等功能均有不同程度损害,伴胆碱能神经元缺失和 变性,进而提出AD的胆碱能损伤学说。
但胆碱能损伤并非特异,其他原因所致痴呆也可造成,
Creutzfeldt-Jakob病,是由朊病毒 (Prion)引起的。
朊病毒是一种缺乏核酸的蛋白性传染颗粒,由于某种
原因,朊病毒的正常形式经过复杂的过程转变成不正 常的蛋白形式。
在 AD 中可出现严重的病理改变 —— 嗜银、嗜刚果红
的淀粉沉着斑,这种斑被命名为 Kuru 斑。使人们有 理由相信病理改变相似性是AD中朊病毒感染证据。
发现至少有12种错义突变,分别和早发型或晚发型AD相关。
载 脂 蛋 白 E(apoE)基 因 : 定 位 在 19号 染 色 体 19q12-q13, 人 类 apoE具有多态性(至少已知有ε2、ε3、ε4三种类型),其中ε3型可
与tau蛋白和微管相关蛋白(MAP)-2相结合,被认为是生成淀粉 样斑的分子伴体。apoE-ε4基因是晚发AD (60岁以上起病)的重要

早老蛋白-2(PS-2)基因: 近年从PS-1基因克隆研究中,发
现1号染色体上的PS-2基因也和AD的发病机制相关,并发 现其编码的多肽可读框中,含448个氨基酸,和PS-1基因 蛋白相似。该基因的突变与祖先来自德国黑森州VG家族 性AD患者有关。
遗传因素是AD发病的重要因素,但不是唯一因素,其他非 遗传因素亦起着重要作用。
元纤维缠结和粟粒状病灶,伴有进行性痴呆(病人有进展性妄想狂和短 期记忆力缺失,最后明显痴呆,直到死亡历时5年)。


曾经有一个时期,65岁以前由于神经系统变性造成的痴呆 病例称作早老性痴呆(presenile dementia),即Alzheimer 病。65岁以后由于神经系统变性造成的痴呆病例称作老年 性痴呆(senile dementia)。近年来研究认为早老性痴呆和 老年性痴呆两者的病理过程基本上是一致的,总称为 Alzheimer型老年性痴呆(Senile dementia of Alzheimer’s type, SDAT),简称AD。

导致神经病理变化的主要致病原因
近年来采用组织化学方法在人脑中陆续发现不溶性沉积物(包涵 体),如Lewy体(Lewy bodies)。进一步研究发现,这些沉积物 是由某些蛋白质异常积聚或淀粉样化形成的,是某些神经退行性疾病 的主要致病原因(如表1所示)。
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表1. 某些由异常蛋白质积聚引起的神经退行性疾病
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1 概述

神经退行性疾病(Neurodegenerative disease) 是一类慢性、 进行性神经疾病。不同类型神经退行性疾病的病变部位和 病因虽然各不相同,但大脑特定区域的迟发性神经细胞退 行性病变、细胞丢失是它们的共同特征,因此统称为神经 退行性疾病。 神经退行性疾病主要包括
老年性痴呆(Alzheimer’s disease, AD, 阿尔兹海默病 ) 帕金森病(Parkinson’s disease, PD) 亨廷顿病 (Huntington’s disease, HD) 脊髓小脑共济失调(spinal cerebellar ataxias) 齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩(denatatorubropallidoluydian atrophy) 肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS) 脊髓肌萎缩症(Spinal Musclar Atrophy) ………… 可传播性海绵样脑病: Creutzfeldt-Jakob病(CJD)及新变异型CJD
危险因子,有近2/3的AD患者至少有一个apoE-ε4等位基因。
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早老蛋白-1(也叫早老素-1,presenilin,PS-1) 基因:近年来从早 发型AD的连锁分析研究中发现,在染色体14q上有与AD相关连 锁的PS-1基因(14q243)。现已阐明了PS-1基因组的结构,并已发 现至少有35种错义突变与FAD相关。早发型AD起病年龄多在4050岁之间,但也有部分病人起病于20~40岁。
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神经退行性疾病病因及发病机制复杂,迄今尚 未阐明,因此这类疾病的治疗一直是个难题。 近十年来,随着分子生物学、神经生物学及行 为科学等多学科知识研究手段的迅猛发展,神 经退行性疾病病因和病变机制的研究有了许多 新的发现。这些研究结果不仅为这类疾病病变 机制的阐明提供了大量资料,同时也为寻找相 应的治疗药物提供了新的思路和作用靶点。
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2.1.6 钙超载学说和代谢紊乱学说

钙超载学说:正常生理性钙浓度是维持神经元的正常功能
所必须的,如葡萄糖代谢降低则会引起Ca2+ 内流增加。Aβ过度 产生则会引发细胞内Ca2+浓度升高,导致神经细胞功能紊乱。过 高的Ca2+水平激活一系列与细胞毒性有关的酶,引起细胞结构区 的破坏,并促进Tau蛋白高度磷酸化,导致细胞进一步受损,为 AD神经变性病变提供最后共同通路。
Aβ积聚
老年斑
炎症反应 氧化损害
Dementia
神经元丧失 突触丧失 神经递质缺乏
神经原纤维缠结
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1853 年德国病理学家 Virchow 发现,大脑皮层含有一种 球状斑,斑的中心是一种细丝样物质,周围是一些不正 常的神经突。他认为细丝样物质是一种淀粉样物质,并 命名为“ Amyloid” 。 1907 年 Alzheimer 第一次报告了老 年斑是进行性痴呆的病理基础。由此,这种以老年斑为 病理特点的进行性痴呆称之为Alzheimer病。 到本世纪 80 年代,对 Amyloid 的研究有了突破性进展。 1984 年, Glenner 和 Wong 从 AD 患者的脑膜血管壁中首 次分离出了Amyloid。他们发现这种物质的三维结构呈β 型折叠,从而称“ β-Amyloid” (Aβ) 。 1985 年 Masters和 Beyreuther从老年斑中心分离出来了一种蛋白质,这种 蛋白质与Aβ具有相同的分子量和氨基酸序列,并且能与 相同的抗体结合,从而证实了老年斑中心也是由 Aβ 组 成。
故胆碱能受损可能是多种原因所致痴呆的共同的归宿。
胆碱能假说被药理学家接受后开发出胆碱酯酶抑制剂,
反过来证明了这一假说的正确性。到目前为止,调节胆 碱能系统功能仍然是临床治疗AD药物的作用主流。
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2.1.3 传染学说
为 数 不 少 的 研 究 者 认 为 AD 可 能 类 似 于 Kuru 及
硕士研究生药理学讲座
神经退行性疾病及其防治 药物的研究进展
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1911-2004
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1994年11月5日,离任5年的美国前总统里根在致美国人民的一封 公开信中,公布了自己患Alzheimer’s Disease这一消息。
“我最近被告知我已经成为遭受阿尔茨海
默氏病折磨的数百万美国人中的一员…… 我的夫人南希和我都认为应该将其公之于 众,希望藉此提高公众对该疾病的认识。我将 和我深爱着的南希及家人一起在生命的旅途上 继续行进,我打算多享受些大自然的乐趣并与 我的朋友们和支持者们保持联系……”
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AD在西方是死亡原因的第四位 (前三位分别为冠心病、癌症和 中风 )。目前,美国有约400-450万人患有AD,每年因AD死亡 的人数约10万,每年的医疗费用超过800亿美元。预计到2050年, 将有1600万美国人患上这种病。 我国有关AD的流行病学调查尚不完善,一般认为65岁以上人群 中痴呆的患病率约为4%,发病率为0.6%-1.2%。据估计, 我 国AD患病人数已超过500万,约占全世界总患病人数的1/4;北 京市65岁以上老年人痴呆患病率为7%。随着老龄化社会进程的 加剧,预计到2050年,我国AD患者将超过3000万,预期医疗费 用将超过1万亿。 AD主要病理改变为老年斑 (SP)、神经原纤维缠结 (NFT)及大量 神经元丧失,主要发生在前脑基底、海马和大脑皮层。 AD的病因复杂,目前尚未明确,但有以下几种学说与AD发病 有关。包括基因学说、胆碱能学说、传染学说、铝中毒学说、 自由基学说、炎症学说、钙超载学说、代谢紊乱学说等。但目 前可以肯定的是,遗传和衰老是与AD关系最为密切的两个因素。
自由基学说:由于脑含有高度不饱和脂肪酸、儿茶酚胺,进
行着较高水平的氧化代谢。故是自由基最易侵袭的靶器官,而脑内 自由基清除形成保护剂的水平相当低。脑老化过程中,神经元细胞 膜上不饱和脂肪酸被氧化而产生大量自由基,损伤细胞膜、细胞器。 以线粒体的损伤最为严重。但究竟AD脑中自由基增加是引起AD病 因抑或是AD发病过程中的结果,虽未有定论,但趋向于“因果同 一”的观点。
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2.1.1 基因学说——AD的分子遗传学研究进展
近10-15年,有关AD的分子遗传学研究取得了明显进展,通 过基因连锁技术对家族性AD(FAD)进行研究的结果表明,至 少有4种基因与FAD的发病密切相关。

β淀粉样蛋白前体蛋白(APP)基因:位于第21染色体(21q21.3q22.05),该基因和FAD及Down综合征(21三体)都有关。目前已

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2. 神经退行性疾病的研究进展

分子遗传学
遗传因素在神经退行性疾病中发挥着重要作用。近10年,已经阐 明多种神经退行性疾病(如AD、PD、HD、ALS等)的突变基因位点 及其基因产物。

神经细胞死亡的机制
近年研究发现,引起神经细胞死亡的机理主要有氧化应激机制、 线粒体机能障碍机制、兴奋性毒性机制、炎症机制及细胞凋亡机制等。 它们之间相互影响,最终导致神经功能失调和细胞死亡。
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2.1.7 β-淀粉样蛋白(Aβ) 与AD
人们通过脑病理研究发现,老年性痴呆(AD)患者脑组织内β-淀 粉样蛋白(Amyloidβ-protein,Aβ)明显增多,并形成大量的老年斑。 现有大量的实验结果和临床资料表明,Aβ是各种原因诱发AD的共 同通路,是AD形成和发展的关键因素。
APP

但直至今日,尚未从AD脑中真正分离出病毒。
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2.1.4 免疫炎症学说

研究表明,遗传、年龄、环境等因素,可使炎性蛋白质和小胶质细 胞活化。 在AD患者,神经元的损害大多因机体对病原体的炎症反应,而非 因病原体本身所致。炎症反应既对病变区的病原体碎片,也对周围 旁观神经元造成损害而产生更多病灶,形成一个不断加强的自身毒 性环路,由病变局部的胶质细胞产生并维持。 胶质细胞吞噬外源性Aβ,但不产生分解反应,它们在吞噬后被激活, 产生各种炎性介质,如炎性补体C1a、C3 、C4,细胞因子如IL-1、 IL-6、IFN-γ、TNF-α等,造成AD的慢性炎症并能促进APP合成, 导致 Aβ大量产生而在脑组织中沉积。 通过免疫组织化学、生物化学及分子生物学等手段对AD及未患AD 尸体脑组织进行研究发现,AD脑内炎性反应的中心是Aβ、NFT及 神经元退行性变。
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2.1.5 铝中毒学说和自由基学说
铝中毒学说:流行病学调查表明,长期接触或高铝饮食者,
AD的患病率明显提高。AD患者脑中铝含量往往是正常对照组的4 倍。铝在脑内以硅酸盐形式存在,能够促进 Aβ的沉积和神经元纤 维缠结 (NFT),阻抑蛋白质的合成。但也有不同的实验结果,一些 研究表明,铝所造成的NFT和AD患者大脑内的NFT病理结构不尽 相同,也有认为AD患者血清及脑铝并不升高。

代谢紊乱学说:人体衰老、机体能量代谢下降,导致脑功
能不足。通常在正常情况下所有组织均可合成APP。在AD患者 则易发生 Aβ沉积,进而形成老年斑和NFT。另外谷氨酸是脑内 兴奋性氨基酸,在学习记忆、突触可塑性等方面有重要作用。若 脑内谷氨酸升高使其受体过度激活, Ca2+内流增加,细胞内钙 超载致神经元死亡,并可使Tau蛋白产生类神经纤维缠结的聚合 物。
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不同类型神经退行性疾病的研究进展 AD、PD、HD、ALS等
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2.1 老年性痴呆(AD)的研究进展

老年性痴呆症(Alzheimer’s disease, AD, 阿尔兹海默病) 是发 生在老年期及老年前期的一种慢性进行性退化性脑变性疾 病,以进行性记忆减退、认知障碍、人格改变为主要特征。 1907年由德国巴伐利亚州精神病医生和神经解剖学家Alois Alzheimer最先报道。 他描述了一个51岁女病人的大脑皮层内神经
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