Studie zeigt die Alzheimer-plaque-Entstehung früh und tief im Gehirn

Lange bevor Symptome wie Gedächtnisschwäche selbst entstehen, ist die zugrunde liegende Pathologie der Alzheimer-Krankheit, wie eine Ansammlung von amyloid-protein-plaques, ist in vollem Gange, im Gehirn. Ein langjähriger Ziel, das Feld zu verstehen, wo es beginnt, so dass künftige Interventionen könnten dort beginnen. Eine neue Studie von MIT-Neurowissenschaftler am Picower-Institut für Lernen und Gedächtnis, könnte helfen, diese Bemühungen durch die präzise Zuordnung zu den Regionen mit der frühesten Entstehung von amyloid im Gehirn eines bekannten Maus-Modell der Krankheit. Insbesondere zeigt die Studie aber auch, dass der Grad der amyloid-Akkumulation in einer der genannten Regionen des menschlichen Gehirns korreliert stark mit der progression der Erkrankung.

„Alzheimer ist eine neurodegenerative Erkrankung, so dass am Ende können Sie sehen, eine Menge von neuron-Verlust“, sagte Wen-Chin „Brian“ Huang, co-lead-Autor der Studie und Postdoktorand im Labor von co-senior-Autor Li-Huei Tsai, Picower Professor of Neuroscience und Direktor des Picower-Instituts. „An diesem Punkt wäre es schwer zu heilen die Symptome. Es ist wirklich wichtig zu verstehen, was schaltungen und Regionen zeigen neuronalen Funktionsstörung im Frühstadium der Krankheit. Dies wiederum erleichtert die Entwicklung von wirksamen Therapeutika.“

Neben Huang, der Studie co-lead-Autoren Rebecca Canter, ein ehemaliges Mitglied des Tsai-Labor, Heejin Choi, ein ehemaliges Mitglied der Labor-co-senior-Autor Kwanghun Chung, associate professor of chemical engineering und Mitglied des Picower-Institut und das Institut für Medizintechnik und Wissenschaft.

Tracking-plaques

Viele Forschungsgruppen haben Fortschritte gemacht in den letzten Jahren durch das aufspüren von amyloid-Pfad im Gehirn, die mithilfe von Technologien wie Positronen-emissions-Tomographie und durch die Betrachtung der Gehirne post mortem, aber die neue Studie fügt erhebliche neue Erkenntnisse aus der 5XFAD Maus-Modell, denn es präsentiert eine unvoreingenommene Blick auf das gesamte Gehirn so früh wie einen Monat alt. Die Studie zeigt, dass amyloid beginnt seine schreckliche März in tiefen Regionen des Gehirns wie der mammillary Körper, das laterale septum und das subiculum, bevor Sie Ihren Weg entlang spezifischer schaltkreise im Gehirn, die letztlich dazu führen, es mit dem hippocampus, einer wichtigen region für Erinnerung, und der Kortex, einer wichtigen region für die Wahrnehmung.

Das team verwendet SCHALTER, eine Technologie, entwickelt von Chung, label-amyloid-plaques und zu klären, das ganze Gehirn von 5XFAD Mäuse so, dass Sie abgebildet werden, im detail in den verschiedenen Altersstufen. Das team war stets in der Lage, um zu sehen, dass sich plaques ersten entstanden in den tiefen Hirnstrukturen und dann verfolgt, entlang schaltungen, wie der Papez-Speicher-Schaltkreis im Gehirn ausbreiten von 6-12 Monaten (eine Maus, die Lebensdauer ist bis zu drei Jahre).

Die Erkenntnisse helfen, Zement-ein Verständnis, das wurde schwieriger, sich von menschlichen Gehirnen, Huang sagte, da post-mortem Dissektion nicht leicht Konto, wie die Krankheit im Laufe der Zeit entwickelt und PET-scans bieten nicht die Art von Auflösung der neuen Studie von den Mäusen.

Schlüssel Validierungen

Wichtiger ist, das team direkt überprüft einen Schlüssel Vorhersage der Maus Erkenntnisse im menschlichen Gewebe: Wenn die mammillary Körper ist in der Tat eine sehr frühe Stelle, die amyloid-plaques entstehen, dann ist die Dichte dieser Plaketten erhöhen sollte im Verhältnis mit dem, wie weit Fortgeschritten die Krankheit ist. Sicher genug, als das team WECHSELN zu untersuchen, die mammillary Körper der post-mortem menschlichen Gehirns in verschiedenen Stadien der Krankheit, Sie sah genau, dass die Beziehung: je später Die Phase, desto dichter plaque-verpackt die mammillary Körper war.

„Dies deutet darauf hin, dass das menschliche Gehirn Veränderungen bei der Alzheimer-Krankheit ähnlich Aussehen wie das, was wir beobachten, in der die Maus,“ die Autoren schrieb. „So schlagen wir vor, dass amyloid-beta-Ablagerungen beginnen bei anfälligen subkortikalen Strukturen und breitete sich auf immer komplexer werdenden Gedächtnis und kognitive Netzwerke mit dem Alter.“

Das team hat auch Experimente durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Anhäufung von plaques, die Sie beobachtet wurden von echten Krankheit verbundenen Konsequenzen für die Neuronen in den betroffenen Regionen. Eines der Kennzeichen der Alzheimer-Krankheit ist ein Teufelskreis, in dem amyloid lässt Neuronen zu leicht aufgeregt und overexcitement bewirkt, dass Neuronen, mehr zu produzieren amyloid. Das team gemessen die Erregbarkeit von Neuronen in der mammillary Körper 5XFAD Mäusen und gefunden, Sie waren mehr begeistert als sonst ähnlich wie Mäuse, die nicht harbor die 5XFAD Reihe von genetischen Veränderungen.

In einer Vorschau auf eine mögliche zukünftige therapeutische Strategie, wenn die Forscher mit einem genetischen Ansatz zur Stille, die Neuronen in der mammillary Körper von einigen 5XFAD Mäuse, aber Links Neuronen in anderen hiervon unberührt, die Mäuse mit schweigen Neuronen produziert weniger amyloid.

Während die Ergebnisse der Studie helfen zu erklären, viel darüber, wie amyloid-breitet sich im Gehirn über Raum und Zeit, Sie werfen auch neue Fragen auf, Huang sagte. Wie könnte die mammillary Körper beeinflussen Arbeitsspeicher und welche Arten von Zellen sind die meisten betroffenen?

„Diese Studie stellt eine Bühne für weitere Untersuchungen, wie die Dysfunktion in diesen Hirnregionen und schaltungen trägt, um die Symptome der Alzheimer-Krankheit“, sagte er.