帕金森氏癥中標志性的腦損傷被認為是一種錯誤折疊的惡性蛋白的“杰作”。這種蛋白會像傳染病一樣,在不同的腦細胞之間擴散。如今,研究人員發現,該蛋白(αS)的正常形式實際上或能通過匯集關鍵免疫細胞,保護腸道免受入侵者的破壞。不過,科學家表示,如果αS從腸壁中負荷過重的神經纖維遷移到大腦,慢性腸道感染可能最終導致帕金森氏癥。
“腸道—大腦免疫軸似乎正處于新見解爆發的時刻。此項工作則提供了一種異常激動人心的新假設。”并未參與此項研究的美國加州大學戴維斯分校腸道免疫專家Charles Bevins表示。
αS的正常功能一直是個謎。盡管研究發現這種蛋白會在帕金森氏癥患者的大腦和腸道神經內堆積形成毒性團塊,但沒有人確信它在健康人的體內做了什么。華盛頓喬治城大學醫學中心免疫學家Michael Zasloff注意到αS分子的一個區域同以微生物為目標且屬于身體免疫防線一部分的小型蛋白有著類似行為,因此便著手研究αS是否可能也在幫助阻擋微生物入侵者。
為確定αS是否真的在腸道免疫防線中發揮了一定作用,Zasloff和來自俄克拉荷馬大學衛生科學中心的Ethan Stolzenberg及其同事花費9年時間, 從42名不可能患上帕金森氏癥的兒童中收集并分析了十二指腸的活檢標本。十二指腸是腸道的第一部分,里面的神經纖維通常極少產生αS。事實上,帕金森氏癥的早期階段直到成年才會出現。這些兒童患有腹痛、腹瀉、嘔吐和其他腸胃癥狀,以及在顯微鏡下可見的腸道炎癥。科學家發現,αS蛋白確實出現在發炎腸道的神經纖維中。同時,腸道的炎癥越嚴重,該團隊發現的αS就越多。
不過,αS是炎癥的起因還是效果?為闡明這一問題,研究人員轉而分析了來自14名兒童和2位成人的活檢樣本。這些人均接受了腸道移植,并且隨后出現諾瓦克病毒(一種常見的腸道病原體)感染。對于大多數受試者來說,αS在感染期間的存在非常明顯。在腸道于感染之前、期間和之后分別接受過活檢的9名患者中,有4名患者體內的αS蛋白僅出現在感染期間,而非感染前。Zasloff推測,感染前出現αS生產的5名患者是對另一種預先存在的病毒性感染作出了響應。
下一步,科學家想知道αS蛋白是否充當了炎癥細胞的“磁石”。在實驗室培養皿試驗中,他們發現,無論是正常構象,還是在帕金森氏癥中發現的錯誤折疊蛋白的大量聚集,αS均能強有力地吸引在急性和慢性炎癥中都會出現的白血球。他們還發現,兩種形式的αS都能激活樹突狀細胞。而這通過將少量外來入侵者呈現給淋巴球,產生持久性免疫。淋巴球是“記住”特定微生物入侵者并對隨后的入侵作出有效響應的白血球。通過連續48小時將未成熟的樹突狀細胞暴露在αS中,該團隊發現,αS越多,被激活的樹突狀細胞也就越多。總而言之,數據表明,腸壁中神經纖維產生的αS是腸道炎癥的起因而非效果。研究人員在日前出版的《先天免疫雜志》上報告了該成果。“此項發現向我們現實,腸道的神經系統可能在健康和疾病中均扮演了重要角色。”Zasloff表示。
論文作者提出,擁有指導αS生產的基因多重拷貝的人會不可避免地患上帕金森氏癥。本質上,這種蛋白的生產會蓋過身體清理它的能力,然后形成引發帕金森氏癥的毒性團塊。他們還認為,反反復復的急性或慢性腸道感染導致αS數量的同步增加。
在荷蘭烏垂特大學研究腸道—大腦軸的免疫藥理學家Aletta Kranevel表示,論文中的發現“激動人心”。“這是首個表明同帕金森氏癥非常相關的蛋白能誘導免疫反應的研究。它為新研究開辟了很多途徑。”Kranevel說。
不過,丹佛大學神經病毒學家、內科醫生David Beckham對此持謹慎態度。“αS可能在幫助神經元對抗感染上發揮了一些作用。”Beckham表示,但現有研究還不足以證明這是炎癥的起因而非效果。
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