美国加州大学研究开发出一种药物“DDL-920”,具有恢复因阿尔茨海默病而丧失的记忆的效果。
当患有阿尔茨海默病的小鼠口服这种药物时,在认知功能中起重要作用的伽马波得到增强,小鼠的记忆得到恢复,能够记住迷宫的路线。
研究人员表示,如果在人类身上也能看到同样的效果,它可能会改善与阿尔茨海默病相关的记忆问题。
研究内容详细内容于2024年8月6日发表在《 PNAS 》上。
阿尔茨海默病患者大脑中的伽马波减弱
阿尔茨海默病会降低记忆力、认知能力,并最终降低执行简单日常任务的能力。
这种疾病是由于大脑中淀粉样斑块和tau蛋白的异常积累引起的,抑制了神经元之间的通讯,最终导致细胞死亡。
维持通讯有助于神经元生存,因此当这种通讯丢失时,神经元功能就会下降并发生死亡。
近年来,aducanumab (Aduhelm®) 和lecanemab (Leqembi®) 已被开发为抑制淀粉样蛋白-β 积累的药物。
然而,这些药物逆转认知障碍的效果有限,针对β淀粉样蛋白的治疗效果也有限。
另一方面,最近的脑电波研究表明,小清蛋白阳性中间神经元(PV 神经元)产生的伽马波在认知功能和短期记忆中发挥着重要作用。
图片来源:Canva
伽马波参与不同大脑区域之间的信息整合,并且已知会增加活动,特别是在与认知功能和记忆相关的测试期间。
研究特别关注 40Hz 伽马波,动物模型表明该频率的光或声音刺激可以改善认知功能。
此外,有人提出,甚至在β淀粉样蛋白毒性变得明显之前,阿尔茨海默病患者的伽马波就会减少。
在帕金森病、创伤性脑损伤、自闭症谱系障碍、抑郁症和精神分裂症中也发现了类似的伽马波减少。
这些结果表明,来自大脑外部的伽马波供应可能会在大脑内诱发伽马波,这可能会影响认知功能和记忆。
就像从海外进口石油为火力发电厂提供动力一样,我们从外部进口伽马波来激活我们的认知和记忆能力。
然而,利用光和声音连续捕捉伽马波对眼睛和耳朵来说是一种负担。
最重要的是,与直接刺激不同,将感觉器官夹在中间的方法不能称为高效。
加州大学的研究人员现已开发出一种名为 DDL-920 的药物,该药物可以直接在大脑内产生伽马波,而不是依赖外部供应,使其能够在伽马波方面自给自足。
DDL-920,一种在大脑中产生伽马波的药物
为了实现伽马波自给自足,研究人员将注意力集中在称为“小清蛋白阳性中间神经元”的特殊神经元上。
已知该神经元负责在大脑中产生伽马波。
如上所述,阿尔茨海默病患者的伽马波显着减少,这对认知和记忆产生负面影响。
研究人员寻找能够迫使这些神经元激活的化合物。
特别引起关注的是“γ-氨基丁酸A受体”(GABA_A受体),它存在于小白蛋白阳性中间神经元的表面。
该受体充当制动器,防止小清蛋白阳性中间神经元产生过多的伽马波。
对于健康人来说,这种制动功能有助于产生足够的伽马波,但患有阿尔茨海默病的人,其产生伽马波的能力减弱,需要加速器而不是制动器。
因此研究人员寻找能够释放这种受体制动功能的化学物质。
结果发现,一种名为“DDL-920”的小分子阻断GABA_A受体并释放伽马波发射限制剂。
接下来,研究人员给阿尔茨海默病小鼠模型口服 DDL-920,以证实其实际效果。
结果证实,在给药后4.5小时内,阿尔茨海默病小鼠大脑中的伽马波显着增加。
然而,现阶段尚不清楚DDL-920是否可以帮助恢复丢失的记忆。
如果是人类,可以通过采访来检查动物是否记得过去的记忆,但这对于老鼠来说是不可能的。
因此,研究人员采取了下一个最佳步骤,让老鼠反复训练自己穿越迷宫。
解决迷宫需要对路线有“记忆”,通过检查迷宫完成时间,可以确认老鼠的记忆是否保留。
在实验中,患有阿尔茨海默病的小鼠每天两次服用两剂 DDL-920,持续两周,其中一组服用生理盐水。
DDL-920取消了伽马波产生的限制。图的最右侧显示了健康小鼠的表现。 / 图片来源:Xiaofei Wei 等人,一种治疗性小分子可增强阿尔茨海默病模型小鼠的 γ 振荡并改善认知/记忆 (2024)。
结果显示,服用DDL-920的阿尔茨海默病小鼠恢复了记忆,迷宫完成时间恢复到与健康小鼠相同的水平。
这些结果表明 DDL-920 可有效恢复因阿尔茨海默病而丧失的记忆。
阿尔茨海默病患者记不起记忆的原因有两个:记忆本身随着神经元一起消失,或者记忆仍然存在但无法回忆起来。
用计算机来比喻,前者是硬盘本身损坏的情况,后者是硬盘完好但提取数据的部分(例如USB插座)损坏的情况。
此前的研究表明,阿尔茨海默病患者可以通过特定的触发因素回忆起记忆,并且有人指出,在许多情况下,记忆可能仍然存在,但根本无法回忆起来。
通过给予DDL-920,迷宫导航的能力得以恢复,这表明记忆仍然存在于阿尔茨海默病小鼠的大脑中,但由于这种疾病,它们无法回忆起这些记忆。
研究人员表示,如果在人类身上复制类似的效果,DDL-920 可以恢复阿尔茨海默氏症患者的记忆。
研究还表明,接受 DDL-920 治疗的小鼠没有明显的副作用,这可能会导致在不久的将来用于阿尔茨海默病患者的记忆恢复药物获得批准。