与阿尔茨海默病相关的突变可能会扰乱神经与肌肉之间的连接

• 与遗传性阿尔茨海默病相关的突变，在实验室模型中破坏了运动神经元与健康肌肉细胞之间的连接。
• 实验系统中没有大脑和脊髓，这表明这些突变可能会直接影响周围神经。
• 这项研究无法确定步态变化是否能作为患者早期的诊断标志。

神经与肌肉实验揭示了什么

阿尔茨海默病通常与记忆力衰退、意识混乱和认知能力下降有关。然而，有些人的平衡、协调能力或步态变化，可能早在明显的思维问题出现数年前就已发生。来自中佛罗里达大学的研究人员检验了部分此类运动障碍是否不仅可能由大脑变化引起，也可能是与疾病相关的突变直接影响控制肌肉的神经所致。

研究团队考察了遗传性阿尔茨海默病——一种罕见类型，通常比更常见的类型发病更早，年龄在40至65岁之间。在实验室模型中，携带与这种疾病类型相关突变的运动神经元，扰乱了神经细胞控制肌肉的连接处的功能。即使模型中完全没有大脑和脊髓，也就是中枢神经系统，这种情况仍然会发生。

这一结果改变了人们对运动问题早期表现可能原因的看法。如果神经肌肉连接直接受到突变影响，那么运动症状就不能仅用脑部损伤来解释。研究负责人詹姆斯·希克曼和徐芳（“娜丁”）郭认为，运动障碍可能早于中枢神经系统症状出现。但这项研究是在实验室模型中发现了这种影响，并未确定这类变化会在人类身上何时出现。

外周神经系统为何重要

运动神经元向肌肉传递信号，使肌肉收缩并产生运动。位于大脑和脊髓之外的神经属于外周神经系统；它们负责在中枢神经系统与身体其他部位之间传递信号。研究人员发现，与遗传性阿尔茨海默病相关的突变可能会干扰神经细胞与肌肉组织交界处的信号传递。

为了验证这一想法，科学家建立了一种神经肌肉接头模型——运动神经元与肌肉细胞相互作用的部位。模型中包含健康的肌肉细胞，以及由携带家族性阿尔茨海默病相关突变的干细胞培育而成的运动神经元。随后，研究人员评估这些发生突变的神经元向健康肌肉组织传递信号的效率。该系统中有意不包含大脑和脊髓。

正是由于没有中枢神经系统，研究人员才能将突变可能对神经肌肉连接产生的直接影响，与脑损伤造成的后果区分开来。实验结果显示，发生改变的神经元较难维持与肌肉的正常相互作用。希克曼指出，这是首个示范性证据，表明周围神经系统的异常可能直接由此类突变引起。这一结论针对的是实验室模型，并不能证明该疾病的所有运动症状都源于同一种原因。

研究人员如何构建芯片模型

研究人员采用了由希克曼共同创立的公司赫斯佩罗斯研发并生产的“人体芯片”技术。这类微型系统在受控条件下将不同类型的人体细胞结合起来，以模拟特定的生物过程。与使用分离细胞的实验不同，这类系统可以研究组织之间的相互作用，而不仅仅是某一种细胞的反应。

研究人员使用了干细胞，因为它们能够分化为特化细胞，包括运动神经元。他们将带有突变的神经元与健康肌肉组织进行比较，并研究信号传递。这类模型也为动物实验提供了替代方案：正如研究来源所解释的，动物模型并不总能准确反映人类疾病的表现。不过，细胞系统仍然是实验室模型，而非对患者的观察。

神经肌肉接头对于自主运动至关重要：信号沿运动神经元传递，触发其与肌肉的相互作用，进而使肌肉收缩。这一过程参与行走、维持姿势、举起物体和完成精细动作。因此，信号传递受损可能影响多种运动功能。本研究考察的是神经细胞与肌肉细胞之间连接的功能，并未测量阿尔茨海默病患者的步态或平衡能力。

研究结果意味着什么——以及目前尚未证明什么

目前，这项研究结果的实际意义主要在于为症状研究提供了一个新的方向。如果运动障碍确实可能发生在大脑之外，那么仅针对中枢神经系统的方法可能无法解决周围神经的问题。郭还指出，如果能够检测到运动变化，就有可能更早进行干预。但这项研究并未检验诊断测试，也没有表明某种特定的步态特征可以预测疾病。

维持运动功能的意义可能不止于身体状况。文章指出，规律的身体活动与更好的认知健康状况相关；因此，支持运动能力也可能对大脑健康很重要。这或许是研究疾病周围神经表现的另一个理由，但并不能证明干预神经肌肉连接可以减缓或预防认知能力下降。

这项研究由詹姆斯·希克曼教授和研究教授许帆（“娜丁”）郭共同领导，并与赫斯佩罗斯公司的科学家合作完成。研究由美国国立卫生研究院下属的国家老龄化研究所资助，结果发表于阿尔茨海默病协会的期刊《阿尔茨海默病与痴呆》。接下来的问题是，细胞模型中观察到的这种异常能否在人类身上得到证实，以及它是否足够早期且稳定，能够用于临床。

来源：ScienceDaily