在神經退行性疾病開始時，大腦的免疫細胞——“小膠質細胞”——吸收葡萄糖(一種糖分子)的程度比迄今為止假設的要大得多。發(fā)表在《科學轉化醫(yī)學》雜志上的 DZNE、LMU München 和 LMU Klinikum München 的研究得出了這一結論。這些結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)地捕捉小膠質細胞對癡呆癥患者治療干預的反應。
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是正電子發(fā)射斷層掃描 (PET) 的一種特殊變體，在技術術語中稱為“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，它不僅來自神經元，還來自小膠質細胞和大腦中發(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細胞。這至少適用于神經退行性疾病的早期階段，此時神經損傷還沒有那么嚴重。在這種情況下，我們看到小膠質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所必需的。例如，這可以針對與疾病相關的蛋白質聚集體。只有在疾病后期，PET 信號才似乎由神經元主導。”
慕尼黑研究人員的發(fā)現(xiàn)基于實驗室調查以及對大約 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，該技術允許根據(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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