試想一下,一天一次例行訪問家庭醫生包括一個簡單的血液測試,以預測開發阿爾茨海默氏病(AD)的風險。
如果測試返回一個令人擔憂的結果 - 太多粘腦蛋白可能開始口香糖內存,並認為在10至15年 - 一個人可以提供一種類似阿司匹林的藥片,以抑制這些蛋白質。
這是一個有遠見的團隊,在梅奧診所的校園在傑克遜維爾研究人員的目的達到的未來。
“這將是非常簡單的,像今天這樣的血液中的膽固醇的測試,以衡量開發心臟疾病的危險,說:”史蒂夫揚金,醫學博士,哲學博士,梅奧診所的神經學家。 “如果你的膽固醇是走出低谷,用一個簡單的他汀類藥物治療可以減少這種風險,我們的目標是開發一個類似的檢測和治療大腦中保持平衡。”
在佛羅里達州梅奧診所的網站的研究人員和醫生,明尼蘇達州和亞利桑那州正在研究阿爾茨海默氏症的各個方面。當元素相結合,提供一個全面的方式,揭開神秘的疾病:從理解為什麼它的發展,如何可以早期診斷,有效治療,並最終阻礙。
許多基本的實驗室,動物研究和藥物發現發生在傑克遜維爾。在傑克遜維爾,羅切斯特,明尼蘇達州斯科茨代爾,亞利桑那州梅奧的研究人員正在研究在成千上萬的老人個人老齡化的影響。研究人員想知道如何改變大腦結構老化,思維過程和血液化學,使他們能夠模型和預測阿爾茨海默氏病的進展。
“無論它是工作與人或做實驗科學,我們有真正試圖集中我們就在其中,我們可以讓一個在我們的病人的生活差異,雙方今天和明天的研究,”說托德Golde,醫學博士,一個老年癡呆症的疾病研究員椅子梅奧診所的傑克遜維爾的神經科學部。
而且,所有帳戶,即重點可能會在這個老年癡呆症的研究的第二個世紀開始支付。直到1986年,大約 80年後,德國醫生阿洛伊斯阿爾茨海默發現與疾病相關的大腦異常,醫生了解有關阿爾茨海默氏症小。但幾十年前,發現的步伐開始加快,羅納德彼得森說,醫學博士,哲學博士,在羅切斯特的梅奧醫生誰指使的研究計劃,其中包括在傑克遜維爾和羅切斯特梅奧診所的阿爾茨海默氏症研究中心(ADRC), 。
“我們已經提出在理解有很大的距離,什麼可能的關鍵,或至少在本病的一個重要方面,”彼得森博士說。 “我們在發展,我們希望最終將影響阿爾茨海默氏症的療法的門檻。”
“博士揚金,幫助定義,阿爾茨海默氏症的研究已在世界上許多研究實驗室的方向,說:”我們不是雨鞋,踩泥巴,鑽茅草,再通過霧。 “我們可以看到,上方山首次,雖然我們可能不會得到我們要多年,實在是令人興奮的。”博士揚金幫助發現一個單一的腦蛋白,被稱為β-澱粉樣蛋白42(AB42),似乎是中央的球員在障礙。阿爾茨海默氏症的藥物研究的重點是不同的方式攻擊 A42,相信是最脆弱的目標 - 阿爾茨海默氏症 - 的致命弱點。
“我們知道AB42總是在現場,顯然是重要的,說:”理查德Caselli,醫學博士,誰負責在亞利桑那州梅奧診所的病阿爾茨海默氏症的研究。 “,使當時的模式是,AB42是,如果你能以某種方式控制AB42,您可以控制阿爾茨海默氏病。”
蛋白質提供了最初的侮辱
今天,全球估計有20億人有阿爾茨海默氏症。在他們的大腦(負責思考和記憶的地區)扭纏結由微小的tau蛋白鏈正在數十億的神經細胞(神經元)內組裝起來的線程,更高的運作部分。的神經元外,其他β-澱粉樣蛋白(AB)的蛋白質融合在一起粘性團塊(斑塊) - 類似的物質,阻塞心臟動脈。總之,這些纏結和斑塊破壞神經細胞的正常運作,破壞的途徑,沿著它的化學信息移動數據包。回憶不能存儲或檢索,並且,最終,大腦無法控制身體。每年約 460萬更多的人患上阿爾茨海默氏症的全球,而且這個數字是升級迅速。多達 4.5億人在美國阿爾茨海默氏症,根據國家老齡問題研究所,專家預測,到2050年,總數將上升到約 15億人。
為了找出是什麼原因導致阿爾茨海默氏症 - 斑塊,纏結或兩個 - 研究人員首先在65歲前開始學習的人疾病的早期,。突破來到時,發現 21號染色體上的基因,該基因產生的AB片段(β-澱粉樣前體蛋白,或APP)。這是有道理的,因為患有唐氏綜合症,他們都繼承了一個額外的21號染色體的患者,通常開發早期大腦的斑塊和纏結。
然後科學家聯繫在其他兩個基因突變的早發性老年癡呆症的,和這兩個基因在參與生產的AB。 1995年,博士揚金,醫學博士,美國哈佛大學研究員丹尼斯Selkoe獨立地發現,所有這三個突變增加在一般的生產或AB,或特定類型的AB,是由42個氨基酸 - 只是稍長較典型的40個氨基酸AB片段。
博士揚金的發現是關鍵,正如科學家他的實驗室搬到凱斯西儲梅奧診所的校園在傑克遜維爾。雪崩是即將出版的確證研究,阿爾茨海默氏症研究領域迅速將注意力轉向想盡辦法擾亂 AB生產。一些研究人員,如博士揚金認為,在人的大腦有阿爾茨海默氏,AB42沉積第一,提供了最初的毒性損害,導致斑塊形成,然後頭破壞神經元內。被稱為澱粉樣蛋白級聯假說的概念,現在許多老年癡呆症的研究人員幾乎作為一個福音真理接受。
AB42的早期實驗室分析表明,額外的兩個分子似乎形成了澱粉樣蛋白的掛鉤,使得它更容易堅持到其他澱粉樣蛋白在大腦中。因此,研究人員得出結論,AB42是極易形成存款。合成顆粒 AB42將融合彼此在動物的大腦後數小時內,但週 AB40堅持要求。最近的研究表明,AB42在蛋白質折疊這樣一種方式,它創建褶片狀“的行為,以化學吸引其他蛋白質的模板,並連同這些蛋白質在結晶的方式就像一個雪球從一個單一的冰冷的新興成長片狀。
“博士揚金說,”與一個潛在的目標,在製藥行業的許多人想設計為 AD的治療開始軸承上的問題,而且這一努力已經完全圍繞尋找的東西,最終可能幫助我們的病人的前景變成。
現在已發現 100多個突變導致阿爾茨海默氏症的早期,所有的AB42增加生產中的三種基因。
在人類正常生產的AB公司,5%至20%是AB42。隨著人們變老,小斑塊和纏結形成。被認為是阿爾茨海默氏症有一定的階段的風險,這些病變會導致老年癡呆症與年齡的增長,所有85歲以上的人的一半。研究人員認為,這個老年癡呆症的常見的形式是由一個正常的遺傳易感性和其他損害,如從頭部外傷或未知的環境侮辱,組合觸發。慢慢地,AB40和AB42建立在大腦中,並開始破壞的思想和記憶,定義我們是誰。
比率預測風險
博士揚金參加了一個在梅奧診所的研究人員和醫生已經合作研究照顧的病人有障礙的疾病和方法的基本生物學的核心小組。知識的基礎上,阿爾茨海默氏症是一種病tau蛋白纏結以及AB公司牌匾,這些科學家們已經開發出一個鼠標,自發地產生過多的tau蛋白。
梅奧診所的研究是第一個基因工程表達突變的基因,它控制頭生產鼠標,並於 2000年,他們在“自然遺傳學報頭鼠標的發展,看到人類老年癡呆症的神經元纖維纏結的同類。 2001年,梅奧診所的研究小組製作了另一種新設計的鼠標,首先要表現出纏結以及斑塊的兩種形式(AB40和AB42)。邁克爾赫頓博士,丹尼斯迪克森,醫學博士,傑達劉易斯,博士,淑慧日元,博士,和艾琳麥高恩,博士,在“科學”雜誌上,提出的小鼠模型,說這是最好的可能測試療法旨在放慢或停止,神經退行性疾病的動物模型。
該工程鼠標加強的觀點,發展的纏結斑塊。赫頓博士說,一個神經生物學家的糾結病理增強,在發生的牌匾地區。但也有趣的是,這些老鼠,還開發牌匾,產生更多的頭比只有一個頭突變的小鼠。 “這證明,有一個頭與澱粉樣蛋白之間的相互作用,並導致認知缺陷,那就是互動,”他說。
這些梅奧老鼠提供任何科學家研究阿爾茨海默氏病,只是生產成本。他們還向製藥公司提供,以幫助他們進行測試,他們正在開發的藥物是否能降低生產纏結和/或斑塊。
小鼠模型的梅奧診所的研究人員提供了一個突破性的發現。
老年癡呆症的病人成千上萬,以及研究參與者誰做不會有疾病的,醫師的三個梅奧診所的網站已經收集血液,以確定多年來如何血液化學變化(見相關的故事,幫助定義阿爾茨海默氏病的風險以千計)。從國立衛生研究院的支持下,他們一直在研究血清蛋白標誌物,可以幫助預測哪些人會隨著時間的推移發展疾病的證據。一個標記是AB。
雖然沒有人知道AB的正常功能是什麼,梅奧診所的研究人員發現,它可以測量血液,各級 AB40和AB42開發的疾病的人不同。他們通過上述分析發現,然而,讓他們大吃一驚,說奧尼爾格拉夫 - 雷德福,醫學博士,誰負責將 ADRC的記憶障礙診所,並導致血液設計的測試工作,來預測一個人的老年癡呆症的風險。
AB40和AB42水平作為一個人的血液上升的變老,但後來在一些人,AB42跌幅,“他說,關於轉基因小鼠,研究人員發現,盡快 AS斑塊在大腦中開始發展在血液和腦脊髓液,AB42水平下降。
博士。格拉夫 - 雷德福和揚金預期老化和遺傳有關生產過剩的AB42 - 侮辱,導致阿爾茨海默氏症的發展 - 將反映在血液樣本。但研究人員坐在一起在一個房間裡,看圖表,導致統計學家朱莉婭騙子,博士,放在一起,經歷了一個經典的一公頃的時刻。他們看到了它。研究人員意識到,AB42水平下降,因為蛋白質被sopped起來,吸收,迅速形成斑塊。相反,他們發現,在同一時間,血漿水平的AB40要么繼續增加或下降超過 AB42慢得多。
博士。格拉夫 - 雷德福,揚金及彎曲處發現了AB42水平低,在血液中水平較高的AB40可以看出,三到五年之前,這種疾病的症狀發生。從這些數據中,梅奧診所的研究人員確定的比率為確定症狀會開始時規模:兩個,四個或八個至10年。
“這種血液測試反映的是要發展的疾病,當它要顯示的一些風險,”博士說,格拉夫 - 雷德福。 “關鍵的一點是,它最終可能會為我們提供了預測試驗。”
梅奧診所的團隊正在繼續按照2000在羅切斯特,參加在傑克遜維爾 1000的血。
但研究人員知道,如果他們 AB40/AB42比驗血最終可以預測他們將開發阿爾茨海默氏症,人們不會有興趣知道他們的風險,除非事情可以做,以減少風險。
一丸,每天一粒阿爾茨海默氏症的距離
在20世紀 90年代末,Golde博士的研究小組,以及其他調查發現,化合物,抑制生產的AB實際上抑制比AB42 AB40。 AB42出現在阿爾茨海默氏症的真正元兇,博士Golde深信,為系統的搜索化合物優先降低AB42會成功。然而,兩年的努力,沒有發現這種化合物。
然後在2000年,博士Golde和埃迪辜振甫,醫學博士,曾在加利福尼亞州圣迭戈大學工作,篩選高濃度的非甾體抗炎藥(NSAIDs)。令他們吃驚的是,他們發現,而一些非甾體抗炎藥,如萘普生和阿司匹林AB42沒有影響,如布洛芬和消炎痛等,沒有。
這一發現可能的意義是立刻顯現出來,Golde博士說。人口眾多的研究曾暗示,誰使用非甾體抗炎藥的人有老年癡呆症的的風險較低。雖然科學家們認為,這些非甾體抗炎藥可能會降低大腦中的炎症 - 是它在與阿爾茨海默氏症大腦的很多 - DRS。 Golde和辜想,如有可能選擇性抑制AB42生產工作,以防止阿爾茨海默氏症的發展。
“這些頭的結果可能的恢復,在阿爾茨海默氏症是什麼改變了我們的想法,但也大約是什麼原因造成記憶喪失,病人擺在首位,”赫頓博士說。 “我們的老鼠失去了30%和50%的在大腦中負責記憶功能的部分的神經元之間的,但是,仍然有足夠數量的神經元的記憶功能,使一些實際可收回的神經元開始工作妥善一次疾病的進程止步不前。“
赫頓博士說,頭研究落後 5至10年AB公司和梅奧診所的“Tauologists重點是研究如何頭纏結破壞微管,以及大腦如何恢復刪除那些纏結,他們發現可以應用在這頭是涉及所有的老年癡呆症的疾病 - 這是多數,如果不是全部。
研究人員也正忙著用頭鼠標進行測試,已經為其他疾病,可能會停止,開始改變其化學形狀的頭開發的小分子。設計一個治療藥物之一,可以抑制在tau蛋白異常磷酸化所涉及的分子,另一種可能是找到一種方法來穩定微管。令人驚訝的是,抗癌藥物,紫杉醇,工程做,赫頓博士說,因為穩定的微管不能鴻溝 - 一個癌症需要做。他正在與一家製藥公司看到,如果這種治療癌症的可能阿爾茨海默氏病。