尽管APP蛋白以其在阿尔茨海默氏病中的关键作用而闻名,但迄今为止,其对健康脑功能的贡献仍知之甚少。最近,由海德堡大学分子生物学家UlrikeMüller博士教授领导的国际研究小组通过使用缺少APP的小鼠模型获得了有关APP蛋白家族的生理功能的新见解。研究表明,大脑发育过程中缺少APP会导致涉及学习和记忆的重要大脑区域畸形。因此,这些小鼠的学习能力受到严重损害,并表现出自闭症般的行为。
阿尔茨海默氏病是由大脑中不可溶的蛋白质沉积物触发的,该蛋白质沉积物在神经细胞周围聚集形成斑块。这些噬斑主要由小的β-淀粉样肽(Aβ)组成,它们是淀粉样前体蛋白(APP)的裂解产物。Aβ肽会损害神经细胞,并最终导致其死亡。尽管人们已经认识到Aβ肽对神经元的有害作用,但对APP的天然生理功能知之甚少。研究人员认为,这种非病理学观点值得研究,因为APP和其他两种紧密相关的蛋白质是由大脑中大多数神经细胞(特别是在学习和记忆形成的关键区域)产生的。
为了研究APP蛋白家族在神经系统发育和功能中的作用,Müller教授的研究小组使用小鼠作为模型生物,该小鼠经过了基因工程改造,可以阻止所有APP家族蛋白的产生。对他们的大脑进行仔细检查后发现,在大脑发育过程中APP的丧失导致海马分层结构的畸形,海马的分层结构是记忆形成的重要大脑区域。UlrikeMüller说:“我们观察到,不存在APP会导致神经元连线受损和突触连接数量减少。这也大大减少了神经细胞之间的交流,并严重影响了动物在行为学习评估中的表现。”
根据Müller教授的说法,研究小组惊讶地发现,大脑发育的这些破坏也引起了行为改变,类似于自闭症谱系障碍中发生的行为改变。这些小鼠表现出特征性的反复运动模式,并且对与其他小鼠的社交互动缺乏兴趣。科学家解释说:“我们的发现表明,APP家族在神经系统的正常发育,学习,记忆形成和社交沟通中起着至关重要的作用。”“将来,这些理解可能有助于阿尔茨海默氏病新型疗法的开发。”
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