在神經(jīng)退行性疾病開始時，大腦的免疫細胞——“小膠質(zhì)細胞”——吸收葡萄糖(一種糖分子)的程度比迄今為止假設(shè)的要大得多。發(fā)表在《科學轉(zhuǎn)化醫(yī)學》雜志上的 DZNE、LMU München 和 LMU Klinikum München 的研究得出了這一結(jié)論。這些結(jié)果對于解釋描繪大腦中葡萄糖分布的腦部掃描具有重要意義。此外，這種基于圖像的數(shù)據(jù)有可能作為一種生物標志物，無創(chuàng)地捕捉小膠質(zhì)細胞對癡呆癥患者治療干預的反應(yīng)。
在人類中，大腦是能量消耗最高的器官之一，它會隨著年齡和疾病(例如阿爾茨海默病)而發(fā)生變化。“能量代謝可以通過大腦中葡萄糖的分布間接記錄。葡萄糖是一種能量載體。因此，假設(shè)葡萄糖在大腦中積聚的地方，能量需求和大腦活動特別高，“LMU Klinikum München 核醫(yī)學系副主任 Matthias Brendel 博士說。
通常用于此目的的測量技術(shù)是正電子發(fā)射斷層掃描 (PET) 的一種特殊變體，在技術(shù)術(shù)語中稱為“FDG-PET”。被檢查的個體被給予含有分布在大腦中的放射性葡萄糖的水溶液。然后由掃描儀測量糖分子發(fā)出的輻射并進行可視化。“然而，空間分辨率不足以確定葡萄糖在哪些細胞中積累。最終，你會得到一個混合信號，它不僅來自神經(jīng)元，還來自小膠質(zhì)細胞和大腦中發(fā)現(xiàn)的其他細胞類型，”布倫德爾說。
蜂窩精度
“教科書的觀點是，來自 FDG-PET 的信號主要來自神經(jīng)元，因為它們被認為是大腦中最大的能量消耗者，”DZNE 研究組組長兼慕尼黑大學生物化學教授 Christian Haass 說。“我們想對這個概念進行測試，發(fā)現(xiàn)信號實際上主要來自小膠質(zhì)細胞。這至少適用于神經(jīng)退行性疾病的早期階段，此時神經(jīng)損傷還沒有那么嚴重。在這種情況下，我們看到小膠質(zhì)細胞吸收了大量的糖。這似乎是允許它們進行急性、高能量消耗的免疫反應(yīng)所必需的。例如，這可以針對與疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)聚集體。只有在疾病后期，PET 信號才似乎由神經(jīng)元主導。”
慕尼黑研究人員的發(fā)現(xiàn)基于實驗室調(diào)查以及對大約 30 名癡呆癥患者的 PET 研究——阿爾茨海默病或所謂的四重復 tau 蛋白病。例如，這些發(fā)現(xiàn)得到了對小膠質(zhì)細胞大部分從大腦中移除或可以說是失活的小鼠的研究的支持。此外，還使用了一項新開發(fā)的技術(shù)，該技術(shù)允許根據(jù)細胞類型對來自小鼠大腦的細胞進行分類，并分別測量它們的糖攝取量。
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