在神經(jīng)退行性疾病開始時(shí)，大腦的免疫細(xì)胞——“小膠質(zhì)細(xì)胞”——吸收葡萄糖(一種糖分子)的程度比迄今為止假設(shè)的要大得多。發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》雜志上的 DZNE、LMU München 和 LMU Klinikum München 的研究得出了這一結(jié)論。這些結(jié)果對(duì)于解釋描繪大腦中葡萄糖分布的腦部掃描具有重要意義。此外，這種基于圖像的數(shù)據(jù)有可能作為一種生物標(biāo)志物，無創(chuàng)地捕捉小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)癡呆癥患者治療干預(yù)的反應(yīng)。
在人類中，大腦是能量消耗最高的器官之一，它會(huì)隨著年齡和疾病(例如阿爾茨海默病)而發(fā)生變化。“能量代謝可以通過大腦中葡萄糖的分布間接記錄。葡萄糖是一種能量載體。因此，假設(shè)葡萄糖在大腦中積聚的地方，能量需求和大腦活動(dòng)特別高，“LMU Klinikum München 核醫(yī)學(xué)系副主任 Matthias Brendel 博士說。
通常用于此目的的測(cè)量技術(shù)是正電子發(fā)射斷層掃描 (PET) 的一種特殊變體，在技術(shù)術(shù)語中稱為“FDG-PET”。被檢查的個(gè)體被給予含有分布在大腦中的放射性葡萄糖的水溶液。然后由掃描儀測(cè)量糖分子發(fā)出的輻射并進(jìn)行可視化。“然而，空間分辨率不足以確定葡萄糖在哪些細(xì)胞中積累。最終，你會(huì)得到一個(gè)混合信號(hào)，它不僅來自神經(jīng)元，還來自小膠質(zhì)細(xì)胞和大腦中發(fā)現(xiàn)的其他細(xì)胞類型，”布倫德爾說。
蜂窩精度
“教科書的觀點(diǎn)是，來自 FDG-PET 的信號(hào)主要來自神經(jīng)元，因?yàn)樗鼈儽徽J(rèn)為是大腦中最大的能量消耗者，”DZNE 研究組組長(zhǎng)兼慕尼黑大學(xué)生物化學(xué)教授 Christian Haass 說。“我們想對(duì)這個(gè)概念進(jìn)行測(cè)試，發(fā)現(xiàn)信號(hào)實(shí)際上主要來自小膠質(zhì)細(xì)胞。這至少適用于神經(jīng)退行性疾病的早期階段，此時(shí)神經(jīng)損傷還沒有那么嚴(yán)重。在這種情況下，我們看到小膠質(zhì)細(xì)胞吸收了大量的糖。這似乎是允許它們進(jìn)行急性、高能量消耗的免疫反應(yīng)所必需的。例如，這可以針對(duì)與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)聚集體。只有在疾病后期，PET 信號(hào)才似乎由神經(jīng)元主導(dǎo)。”
慕尼黑研究人員的發(fā)現(xiàn)基于實(shí)驗(yàn)室調(diào)查以及對(duì)大約 30 名癡呆癥患者的 PET 研究——阿爾茨海默病或所謂的四重復(fù) tau 蛋白病。例如，這些發(fā)現(xiàn)得到了對(duì)小膠質(zhì)細(xì)胞大部分從大腦中移除或可以說是失活的小鼠的研究的支持。此外，還使用了一項(xiàng)新開發(fā)的技術(shù)，該技術(shù)允許根據(jù)細(xì)胞類型對(duì)來自小鼠大腦的細(xì)胞進(jìn)行分類，并分別測(cè)量它們的糖攝取量。
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