알츠하이머 : 광선 요법이 뇌를 보호하는 방법
연구자들은 이전에 일종의 광선 요법이 알츠하이머 병에서 뇌에 축적되는 독성 단백질을 잠재적으로 줄일 수 있음을 보여주었습니다. 이제 같은 팀이이 결과를 달성하기 위해 세포 수준에서 일어나는 일을 확인했습니다.
2016 년에 캠브리지에있는 매사추세츠 공과 대학 (MIT)의 과학자들은 쥐의 눈에 깜박이는 빛을 비추면 알츠하이머 병으로 뇌에서 발생하는 아밀로이드 및 타우 단백질의 독성 축적을 줄일 수 있다는 사실을 발견했습니다.
광선 요법은 감마 진동이라는 뇌파의 형태를 강화하는데, 연구 결과에 따르면 알츠하이머 병 환자에게 장애가 있다고합니다.
최근에 MIT 팀은 광선 요법과 음향 요법을 결합하여 유익한 효과를 더욱 확장했다고 밝혔습니다.
이 연구는 또한 광선 요법이 유 전적으로 알츠하이머 병에 걸리기 쉬운 쥐의 기억력을 향상시킬 수 있다는 것과 상태가없는 나이든 쥐의 공간 기억력을 향상시킬 수 있음을 발견했습니다.
현재 저널에 실린 최신 조사 뉴런는 감마 진동을 높이면 신경 세포 간의 연결을 개선하고 염증을 줄이며 알츠하이머 병 마우스 모델에서 세포 사멸을 예방할 수 있음을 보여주었습니다.
또한 치료의 광범위한 효과가 신경 세포 또는 뉴런뿐만 아니라 미세 아교 세포라고하는 면역 세포 유형과 관련이 있음을 보여줍니다.
선임 연구 저자 인 Li-Huei Tsai (신경 과학 교수이자 MIT의 Picower 학습 및 기억 연구소 소장)는 "신경 퇴화가 대부분 예방되는 것 같습니다."라고 말합니다.
알츠하이머 및 독성 단백질
알츠하이머 병은 돌이킬 수없는 세포 손실을 통해 뇌 조직 및 관련 기능을 점진적으로 파괴하는 질환입니다.
Alzheimer 's Disease International의 2018 년 보고서에 따르면 전 세계적으로 5 천만 명이 치매를 앓고 있으며이 중 3 분의 2가 알츠하이머 병이 원인이라고합니다.
일부 치료법은 알츠하이머 증상을 잠시 늦출 수 있지만 아직까지 치료할 수있는 방법은 없습니다.
알츠하이머 병 환자의 경우 뇌는 치매 증상을 경험하기 오래 전에 변화하기 시작합니다. 이러한 증상에는 생각과 기억의 어려움이 포함됩니다.
특히 두 가지 변화는 신경 세포 사이에 베타-아밀로이드 단백질의 독성 침착 물 또는 플라크의 발생과 세포 내부의 타우 단백질의 독성 엉킴 형성입니다.
Tsai 교수와 그녀의 동료들은 알츠하이머 병을 앓고있는 사람들이 "감마 주파수 대역의 진동 전력 감소"라는 또 다른 뇌 변화를 보인다고 설명합니다.
과학자들은 감마 진동이 기억력과 주의력과 같은 기능에 중요한 뇌파의 한 유형이라고 제안했습니다.
연구자들은 초기 연구에서 초당 40주기 또는 헤르츠의 속도로 깜박이는 빛에 노출되면 생쥐의 뇌 시각 피질에서 감마 진동이 자극된다는 것을 보여주었습니다.
동일한 주파수에서 뛰는 소리를 추가하면 광선 요법의 플라크 감소 효과가 향상되고 시각 피질을 넘어 해마와 일부 전두엽 피질로 확장되었습니다.
두 치료의 감마 진동은 또한 알츠하이머 병 마우스 모델의 기억 기능을 향상시킵니다.
놀라운 수준의 신경 보호
새로운 연구를 통해 연구자들은 이러한 이점을 가져온 근본적인 메커니즘에 대해 더 많이 알고 싶었습니다.
이를 위해 그들은 알츠하이머 병의 두 가지 마우스 모델 인 Tau P301S와 CK-p25를 사용했습니다. Tsai 교수는 두 유형의 마우스 모두 이전의 광선 요법 연구에서 사용한 모델보다 훨씬 더 많은 신경 세포 손실을 경험한다고 말합니다.
Tau P301S 마우스는 알츠하이머 병에 걸린 인간의 뇌 세포 내부에서 발생하는 것과 같이 세포 내부에서 엉킴을 형성하는 돌연변이 타우 단백질을 생산합니다. CK-p25 마우스는 "심각한 신경 퇴행"을 일으키는 p25라는 단백질을 생산합니다.
연구팀은 예상되는 신경 퇴행이 시작되기 전에 시작된 일일 광선 요법이 두 유형의 마우스 모두에 놀라운 영향을 미친다는 것을 확인했습니다.
3 주간 치료를받은 Tau P301S 마우스는 처리되지 않은 마우스에서 15-20 %의 뉴런 손실에 비해 뉴런 퇴화의 징후를 보이지 않았습니다.
결과는 6 주 치료를받은 CK-p25 마우스에서도 동일했습니다.
Tsai 교수는 그녀가 "20 년 이상 p25 단백질로 작업 해 왔으며"단백질이 뇌에 매우 독성이 있다고 주장합니다. 그러나 그녀는 이전에 이와 같은 결과를 본 적이 없습니다. "매우 충격적입니다."라고 그녀는 덧붙입니다.
“우리는 처리 된 마우스와 처리되지 않은 마우스에서 p25 이식 유전자 발현 수준이 정확히 동일하지만 처리 된 마우스에서는 신경 퇴화가 없다는 것을 발견했습니다.”라고 그녀는 설명합니다.
연구진은 쥐의 공간 기억을 테스트했을 때 놀라운 결과를 발견했습니다. 광선 요법은 알츠하이머 병에 걸리도록 유 전적으로 프로그램되지 않은 나이 든 쥐의 성능을 향상 시켰지만 더 젊고 비슷한 쥐에게는 효과가 없었습니다.
유전자 활동의 현저한 차이
연구진은 또한 처리 된 마우스와 처리되지 않은 마우스의 유전자 변화를 조사했습니다. 그들은 처리되지 않은 쥐의 신경 세포가 DNA를 복구하는 유전자와 신경 세포 사이의 연결을 작동시키는 데 도움이되는 유전자의 활동이 감소했음을 발견했습니다. 반면에 처리 된 마우스는이 유전자에서 더 큰 활동을 보였다.
또한, 그들은 치료받은 쥐가 신경 세포 사이에 더 많은 연결을 가지고 있고 이것이 더 일관되게 작동한다는 것을 보았습니다.
과학자들은 또한 미세 아교 세포, 즉 뇌의 세포 노폐물과 기타 파편을 제거하는 데 도움이되는 면역 세포의 유전자 활동을 조사했습니다.
그 조사에서 염증을 촉진하는 유전자가 광선 요법을받지 않은 쥐에서 더 활동적인 것으로 나타났습니다. 그러나, 처리 된 마우스는 이들 유전자에서 현저한 활성 부족을 보였다. 그들은 또한 microglia의 이동 능력에 영향을 미치는 유전자의 증가 된 활동을 보여주었습니다.
연구 저자들은 이러한 발견이 광선 요법이 염증을 다루는 미세 아교 세포의 능력을 강화했음을 시사한다고 설명합니다. 아마도 축적되어 독성 플라크와 엉킴을 형성 할 수있는 결함이있는 단백질을 포함하여 폐기물을 더 잘 제거 할 수있게했을 것입니다.
Tsai 교수는 한 가지 중요한 질문에 아직 답이 없음을 상기시켜줍니다. 감마 진동은 어떻게 이러한 다양한 형태의 보호를 유도합니까?
아마도 진동이 신경 세포 내부에서 무언가를 시작했을 것입니다. Tsai 교수는 신경 세포가“주된 조절 자”라고 생각하는 것을 좋아한다고 말합니다.
"많은 사람들이이 유익한 효과에서 미세 아교 세포가 가장 중요한 세포 유형인지 묻고 있지만 솔직히 우리는 잘 모릅니다."
Li-Huei Tsai 교수
