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LED灯治疗脑痴已见曙光
< 作者:王尚超  更新时间:2018-03-07 18:03:56  访问:789 次  评论:0 条 >

       阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease, AD,或俗称“老人痴呆”)可能是未来中国人的最大健康威胁。一方面它的发病率越来越高,已上升为常见死亡原因的第3位,仅次于心脑血管病和癌症。

       80岁以上老年人痴呆症的发病率达80%!根据学者的统计:我国的患病人数,每十年翻一倍!

       脑中积累的”垃圾“蛋白可能是致病根源。最近的研究显示闪动的LED光能够清除脑中垃圾蛋白,为目前停滞不前的AD治疗,提供一条新路径。

       脑中的垃圾蛋白

       学者对于阿尔茨海默病的病理发生机制尚不清楚。不过一般认为导致疾病的是因为脑中堆积了以下两种垃圾蛋白:

       tau蛋白异常磷酸化(“缠结”)

       β-蛋白异常沉积(“斑块”)

        (“缠结”与“β-斑块”可能是阿尔茨海默病的两大元凶)

       目前为止,学术界存在两大问题,悬而未解:

       第一,上述两种垃圾蛋白,哪一个是真元凶?或者另有其它?

       第二,如果对病人清除脑中的垃圾蛋白,能否实现治疗效果?

对于第一个问题,近年(2013年以后)在蛋白影像学上的突破,可能帮助学者终有一日查获真相(阅读tau蛋白的成影)。

       关于第二个问题,在过去二十年,医药公司已经进行不少的临床研究。但它们也都屡屡失败。也就是能够扫除脑中垃圾蛋白的药物,不见得就能够治疗已经出现病症的AD患者。

       药物除垃圾:路途不顺畅

       在今年(2016)感恩节前一天,礼来宣布:索拉珠单抗(清除β-斑块垃圾)的III期临床失败,随着消息的公布,公司的股票也在一天内暴跌24%。礼来为了这个新药投入十亿美金,一夜之间就没了。在此之前,罗氏与辉瑞都有类似的药物,都是用以清除β-斑块垃圾蛋白的药物,也都以失败告终。

       命中注定不易

       著名的《Nature》刊出一篇文章 ,其大意概括是:虽然理论正确性的辩论仍然热火朝天,但是研发的烛火已经在风中变残...

       在所有的药物中,治疗中枢神经类药物的研发成本恐怕是最高的。成本高的原因是:研发困难与上市时间漫长。

       因为人体的特殊结构(“血脑屏障”),与中枢神经系统的脆弱性,药监主管对于中枢神经新药物的审核格外严格。

       药监格外”关照“

       这里谈一下”有效性“。以抗生素为例,评估新药是否有效的方法很直接,只需看它能不能杀死细菌,而且抗生素的疗程通常只有几天,不需进行长期服药的安全性和效能试验。相对的,中枢神经新药麻烦多了,必须证明阿兹海默症患者智能的改善,而且其改善是否与药效相关。

       中枢神经药物得经过8.1年的人体试验,比其他药物的平均值多出两年;取得核可的时间也较久,中枢神经药物需1.9年,其他药物平均需1.2年。若再加上6~10年的临床前研究与测试,中枢神经药物从实验室到患者手上,总共要18年。如果等不起,千万勿进来!

      (比起其他药物,中枢神经药物开发的周期漫长)

       非药物除垃圾

       清除脑中垃圾蛋白的药物一个一个失败,谁会再投入下一个十亿元?

       有一个人的想法不同,她想:既然药物是昂贵的,何不如试试更便宜的方法。

       她向我们证明:不用药物,一样可以消除脑中的垃圾蛋白。甚至可能效果更好,速度更快!

       蔡教授的LED灯

       提出这个牛气方案的是一位美国的华裔学者Tsai Li-Huei教授(蔡立慧)。

       蔡教授来自台湾,在台湾念完大学后到美国德州攻博士。

       目前她是美国的麻省理工大学(MIT)的一个研究中心的主任。这个中心有一个大气的名字:学习与记忆中心。

       这个中心不是关于孩童的潜能挖掘,它是关于阿尔茨海默病。蔡教授一直专精研究阿尔茨海默,已经20多年了,在国际上颇负声望。

       (蔡教授:LED清除脑中的垃圾蛋白)

       蔡教授与她的团队发现了一件很有趣的事:把LED光的频率调到一个波段,并且对着眼睛照,可以清除脑中的β-淀粉样斑块(垃圾蛋白)。

        这个方法清除垃圾蛋白的速度有多快?蔡教授的答案:一个小时,就可以清除40%-50%的β-淀粉样斑块。

        第一版:光纤

        蔡教授所使用的方法有前后两种。第一次初版的的方法是属于“微创”的,也就是插入一条光纤,把光导引老鼠脑中的海马体部位。

       (在老鼠脑门插一条光纤,是光遗传学optogenetics研究的常用方法)

        在这个海马体部位,蔡教授以频率为40赫兹强度的光照射。也就是每秒射入光40次。这样的照射会激发叫做“伽马振荡”的脑电波,该脑电波能够引导脑活动,帮助清除改区域的β样淀粉蛋白斑块(垃圾蛋白)。

       (”伽玛震荡“电波,能够激发脑细胞去清除垃圾蛋白)

       在一小时后,垃圾蛋白水平下降了40%至50%。在其它的频率(20次,60次,或80次)的效果,没有这个好。所以就定了是40赫兹强度。

        第二版:LED灯

       但是蔡教授不满足于插管子的方式,她与团队找到一个窗口:眼睛。

       这些光,通过双眼也可以传递到大脑深处啊。于是他们就只做了闪烁频率为每秒40次的LED灯,用这个刺激小鼠。他们惊奇地发现:小鼠大脑“伽马振荡”的脑电波也同样的出现。垃圾蛋白也同样减少了一半。 

       (眼睛是光疗通往中枢神经的一个良好“窗口”)

       蔡教授也发现:对于那些高度沉积水平的小鼠,这个方法同样有效。斑块和自由浮动的类淀粉蛋白都有显著的下降。

       伽马节律的脑波还能降低另外一种蛋白垃圾:就是异常的Tau蛋白。这种蛋白能在脑内形成神经管的”缠结“。

       伽马激发免疫细胞的功能

       伽马振荡增强了脑部的免疫细胞的功能,这个免疫细胞叫做小神经胶质细胞。

        蔡教授解释说:“小神经胶质细胞能清理有毒物质和细胞碎片,保持环境整洁,保持神经元的健康。”   

       对于阿尔茨海默病患者而言,他们的小神经胶质细胞非常容易发炎和分泌能够加剧脑细胞受损的有毒物质。然而,当小鼠脑内的伽马振荡得到增强时,它们的小神经胶质细胞会产生形态上的变化,更加积极地去消除β样淀粉蛋白。   

       蔡教授说:“关键在于,增强脑部伽马振荡能至少通过两种作用方式,实现类淀粉蛋白的减少。一是减少神经元产生的β样淀粉蛋白,二是增强小神经胶质细胞清除β样淀粉蛋白的能力。”   

 

       蔡教授的团队还对经过治疗的小鼠的信使RNA进行了测序。他们发现,有成百上千的基因存在表达不足或过度表达的情况。下一步,他们将分析这些变异对阿尔茨海默病可能产生的影响。

      不少单位对蔡教授的项目提供资金赞助,包含JPB基金会、Cameron Hayden Lord基金会、BarbaraJ. Weedon奖学金、纽约干细胞基金会罗伯森奖、国立卫生研究院,及Belfer Neurodegeneration合作项目。

 

       期待蔡教授与她的团队,继续给我们惊喜!

 




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