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阿尔茨海默病=“Ⅲ型糖尿病”?

作者:阿默科技发表时间:2017-08-12

越来越多的证据显示,胰岛素异常触发了神经退行性疾病。

任何与糖尿病患者打过交道的人,都知道胰岛素(insulin)有多么重要。这种激素帮助细胞储存糖和脂肪,以储备能量。一旦体内胰岛素产量不足(I型糖尿病),或对胰岛素反应不够(II型糖尿病),从血管到心脏的一系列问题就会产生。不过这还没完:最近的研究暗示胰岛素对大脑也至关重要——在包括阿尔茨海默病、帕金森病和亨廷顿病在内的神经退性疾病中,胰岛素异常也被认为是发病原因之一。最近一项研究发现,一个用于处理胰岛素的基因正好位于与帕金森病相关的染色体区域。

过去,科学家以为胰岛素仅由胰脏产生,与中枢神经系统毫无关系。到了20世纪80年代,几个研究小组在大脑中找到了胰岛素和它的受体。看来,这种激素不仅能穿越血脑屏障,而且大脑本身也能产生胰岛素,只是数量比较少。

不久之后,科学家们发现胰岛素对学习记忆功能有重要作用。人只要注射一针或闻一闻胰岛素,复述故事的能力立刻提高,执行其他一些记忆任务也会有更好的表现。学习过程也会使胰岛素水平上升:能够熟练完成空间记忆任务的大鼠,脑中胰岛素水平比窝着什么也不干的大鼠要高。

这些现象使美国布朗大学的神经药理学家苏珊·德拉蒙特(Suzanne de la Monte)及同事想到这样一个问题:既然阿尔茨海默病的典型症状是严重失忆,那么它是不是和脑胰岛素有关系呢?他们比较了正常大脑和阿尔茨海默病患者大脑的尸检报告,对比其中胰岛素及其受体的水平。在与学习记忆相关的脑区内,正常大脑的胰岛素平均水平比阿尔茨海默病患者高了4倍,而胰岛素受体水平高了10倍!

德拉蒙特认为:“这显然与普通糖尿病是同样的问题,区别无非是局限在大脑中而已。”于是,她把阿尔茨海默病称为“Ⅲ型糖尿病”。因为脑胰岛素与身体中其他部位的胰岛素通过血脑屏障相联系,糖尿病患者也就更容易患上阿尔茨海默病——根据2002年的一项研究,糖尿病患者的患病率大约是普通人的两倍。同样,比起普通人群,糖尿病患者的学习和记忆能力也更容易出现问题。
德拉蒙特和西班牙马德里卡扎尔研究所(Cajal Instiute)的神经内分泌学家伊格纳西奥·托里斯·阿莱曼(Ignacio Torres Aleman)等研究人员还发现,阿尔茨海默病与脑内另一种激素——I型胰岛素生长因子(IGF-I)及其受体的水平低下有关。IGF-I是一种与胰岛素结构类似的蛋白,有时候胰岛素也能结合到IGF-I的受体上,反之亦然。托里斯·阿莱曼认为:“阿尔茨海默病的根源在于脑细胞极度缺乏IGF-I提供的支持。”

最近的多项研究强调,神经退行性疾病与糖尿病等胰岛素异常之间存在一定的联系。

最近,还有几项研究把胰岛素及IGF-I与帕金森病及亨廷顿病联系了起来。亨廷顿病患者中糖尿病发病率比平均水平高了7倍,而且超过半数的帕金森病患者存在葡萄糖代谢问题。布朗大学的内分泌学家罗伯特·史密斯(Robert Smith)最近发现,一个名叫GIGYF2的蛋白能与胰岛素及IGF-I受体发生相互作用。为了更好地理解GIGYF2的蛋白能与胰岛素及IGF-I受体发生相互作用。为了更好地理解GIGYF2的功能,史密斯测量了这个基因在人类基因经中的位置。他在2008年4月11号发表于《美国人类遗传学期刊》的报告中称:“我们发现它位于PARK11位点正中。”2号染色体上的这一位点和帕金森病有关,不过他还没有确认该基因在帕金森病中起到什么作用。

其实,最大的未解之谜在于,胰岛素和IGF-I信号传导的缺陷究竟如何伤害大脑。德拉蒙特表示,“这是一个关键问题,我们费了很大的精力寻求答案。”有些科学家认为,阿尔茨海默病和帕金森病患者大脑中发现的大块蛋白质斑可能与胰岛素有关。史密斯在实验条件下往神经元中加入了高于正常水平的GIGYF2,结果GIGYF2蛋白发生大量积聚,导致细胞死亡。另一些研究还确定,胰岛素可以调节β-淀粉样蛋白的和生和降解,正是这种蛋白在阿尔茨海默病患者的大脑中形成了黏性斑块。

尽管还没有人了解整个过程中的所有细节,但现在已经很少有科学家怀疑胰岛素和IGF-I在神经退行性疾病中所起的重要作用了。许多人正致力于尝试新的疗法,恢复正常的胰岛素功能,期望能够减轻甚至预防神经退化。目前已经发现,一些用于提高大脑和身体对胰岛素反应的药物,可以减轻早期阿尔茨海默病患者的认知能力衰退。“真是令人兴奋,”德拉蒙特说,“我们找到了一些行得通的方法,这实在太棒了。”

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