PNAS揭示AD罪魁禍首

日期：2013-08-21 09:13:40

發表在8月19日《美國科學院院刊》（PNAS）雜志上一項研究表明，銅（Copper）似乎是引起阿爾茨海默氏癥（Alzheimer disease，AD）發病，并促進疾病進程的一個主要的環境因子。

研究的主要作者、羅徹斯特大學醫學中心（URMC）神經外科研究教授、轉化神經醫學中心成員Rashid Deane 博士說：“很顯然，隨著時間的推移，銅的累積效應損害了將β淀粉樣蛋白清除出大腦的系統。這種損傷是導致蛋白質在大腦累積及形成阿爾茨海默氏癥標志性的斑塊的一個關鍵因素?！?SPAN lang=EN-US>

銅在食物供應中普遍存在。它被發現存在于銅管輸送的飲用水、營養補劑和如紅肉、貝殼類動物、堅果和許多的水果及蔬菜等某些食物中。這一礦物質在神經傳導、骨生長、結締組織形成和激素分泌中起著重要及有益的作用。

然而，新研究表明銅也在大腦中累積，造成血腦屏障出現故障，導致細胞活動副產物β淀粉樣蛋白毒性累積。利用小鼠和人類腦細胞，Deane和同事們進行了一系列的實驗，確定了銅加速阿爾茨海默氏癥病狀的分子機制。

在正常情況下，一種稱作為LRP1（lipoprotein receptor-related protein 1）負責將β淀粉樣蛋白清除出大腦。這些蛋白質排列在為大腦供血的毛細血管上，與大腦組織中的β-淀粉樣蛋白結合，并護送它們進入血管，將它們清除出大腦。

研究人員在三個月的時間內給予正常小鼠包括有含微量銅的飲用水，其是環境保護局確定的銅水質標準的十分之一。

Deane說：“這些銅的水平非常的低，相當于人們正常飲食消耗的水平，”Deane說。

研究人員發現，銅進入到了血液系統中，并在大腦供血血管中，尤其是在毛細血管的細胞“墻壁”上累積。這些細胞是大腦防御系統的關鍵組成部分，幫助調控了分子進出腦組織。在此情況下，毛細血管阻止了銅進入大腦。而隨著時間推移累積在這些細胞中的銅會產生毒性作用。

研究人員觀察發現，銅通過氧化過程破壞了LRP1的功能，轉而抑制了清除大腦中的β-淀粉樣蛋白。他們在小鼠和人類腦細胞中均觀察到了這一現象。

研究人員隨后檢測了銅接觸對于阿爾茨海默氏癥小鼠模型的影響。在這些小鼠中，形成血腦屏障的細胞發生故障，變得“易漏”，使得諸如銅等元素能夠無阻礙進入到腦組織中。他們觀察到，銅激發神經元的活性，促進了β淀粉樣蛋白生成。銅還在某種程度上與β淀粉樣蛋白相互作用，導致蛋白質結合成更大的復合物，生成了大腦廢物處理系統無法清除的蛋白質阻塞。

這一連環出擊的組合拳，抑制了β-淀粉樣蛋白清除，刺激了其生成，從而提供了強有力的證據表明銅是阿爾茨海默氏癥的一個關鍵作用因子。此外，研究人員還發現，銅引起了腦組織炎癥，進一步促進了血腦屏障破壞，和阿爾茨海默氏癥毒素累積。

然而研究人員說，由于銅是人類許多其他功能所必需的，這些結果必須要謹慎地進行解析。

Deane說：“銅是一種必不可少的金屬，可以明確的是這些效應是由于長期銅接觸所致。關鍵是在太少和太多銅消耗之間維持適當的平衡?，F在我們還不能確定適當的水平，但飲食最終可能在調控這一過程中起重要的作用。”