Tutkimustutkimukset osoittavat, että Alzheimerin tauti voi jättää varhaisia ​​merkkejä suolistossa

Tutkimustutkimukset osoittavat, että Alzheimerin tauti voi jättää varhaisia ​​merkkejä suolistossa

Uusi kuvantamistekniikka on paljastanut Alzheimerin taudissa piileviä suolistomuutoksia ja paljastanut mahdollisen suolen ja aivojen yhteyden, joka voi mullistaa varhaisen diagnoosin ja hoidon.

Alzheimerin tautiin vaikuttaa yli 30 miljoonaa ihmistä maailmanlaajuisesti, mutta sen taustalla olevat tekijät ovat edelleen epäselviä. Viimeaikaiset tutkimukset ovat kääntyneet suolistoon ja tutkineet sen mahdollista roolia Alzheimerin taudin etenemisessä. Äskettäin lehdessä julkaistussa tutkimuksessaTiede edistyyItalialainen ja ranskalainen tutkijaryhmä käytti kehittyneitä kuvantamistekniikoita tutkiakseen suolen ja aivojen akselia ja paljastaakseen merkittäviä suolistomuutoksia kolmessa eri Alzheimerin hiirimallissa, mikä valaisi taudin monimutkaisuutta.

tausta

Alzheimerin tauti on yleisin dementian syy, ja sille on ominaista kognitiivisten kykyjen heikkeneminen ja aivojen heikkeneminen. Laajasta tutkimuksesta huolimatta sen tarkat syyt ovat edelleen epäselviä ja nykyiset hoidot tarjoavat vain rajallista helpotusta. Viimeaikaiset tutkimukset ovat korostaneet suolen ja aivojen akselia - viestintäreittiä, joka yhdistää suoliston terveyden ja aivojen toiminnan - mahdollisena Alzheimerin taudin edistäjänä.

Suoliston mikrobiomilla on ratkaiseva rooli yleisen terveyden ylläpitämisessä, ja se on yhdistetty kognitiiviseen toimintaan. Vaikka aiemmat tutkimukset viittaavat siihen, että dysbioosi – suolistobakteerien epätasapaino – voi vaikuttaa Alzheimerin taudin etenemiseen, tässä nimenomaisessa tutkimuksessa keskityttiin suoliston rakenteellisiin ja solumuutoksiin mikrobikoostumuksen sijaan. On myös näyttöä siitä, että suoliston mikrobiotan häiriöt voivat edistää tulehdusta ja päästää haitallisia bakteereja aivoihin.

Lisäksi Alzheimerin tautia sairastavilla potilailla ja eläinmalleilla on havaittu muutoksia suoliston morfologiassa, mikä viittaa mahdolliseen yhteyteen suoliston terveyden ja hermoston rappeutumisen välillä.

Tietoja tutkimuksesta

Ensimmäinen telosyyttien nanomittakaavakuvaus Alzheimerin taudin malleissa – tutkimuksessa käytettiin nano-XPCT:tä visualisoimaan telosyyttejä, erikoistuneita soluja, jotka osallistuvat kudosten korjaamiseen Alzheimerin taudin tutkimuksessa, mikä osoittaa niiden mahdollisen roolin toimintahäiriöissä.

Toivoen, että näiden suoliston mikrobiomin ja aivojen välisten vuorovaikutusten ymmärtäminen voi avata uusia väyliä Alzheimerin taudin varhaiselle diagnoosille ja innovatiivisille hoidoille, tässä tutkimuksessa tutkittiin suolistomuutoksia Alzheimerin taudin malleissa käyttämällä kehittyneitä kuvantamistekniikoita, erityisesti sekä mikro- että nano-kolmiulotteista (3D) röntgenkuvausta, vaihe-kontrastimenetelmää, läpimurtokykyinen tomografia (XP CT) ei-invasiivinen rakenteellinen visualisointi.

Tutkimusryhmä tutki kolmen eri Alzheimerin taudin hiirimallin suolistoa: APP/PS1- ja APP23-hiiret, jotka kantavat ihmisen geneettisiä mutaatioita, jotka liittyvät perhemalliin Alzheimerin tautiin, ja SAMP8-mallia, joka jäljittelee satunnaista, ikääntymiseen liittyvää hermoston rappeutumista. Näitä verrattiin terveisiin kontrolleihin. Sykkyräsuolen osa, ohutsuolen osa, valittiin sen aiemmin havaitun osallisuuden vuoksi Alzheimerin taudin patologiassa.

XPCT-menetelmä mahdollisti ei-invasiivisen, korkearesoluutioisen kolmiulotteisen kuvantamisen, joka paljastaa suoliston rakenteiden monimutkaiset yksityiskohdat ilman kudosvärjäystä tai leikkausta. Yksityiskohtaisten anatomisten rakenteiden kaappaamiseen solusta koko elintasolle käytettiin erilaisia ​​resoluutioita. Lisäksi kuvantamisprosessi sisälsi tuhansia projektioita, jotka sitten rekonstruoitiin 3D-tilavuuksiksi analysointia varten. Tämä lähestymistapa mahdollisti suoliston ominaisuuksien, kuten villien, salausten ja erilaisten solutyyppien, mukaan lukien Paneth- ja Goblet-solujen, visualisoinnin.

Lisäksi tämä tutkimus oli ensimmäisten joukossa, joka käytti XPCT:tä muutosten tunnistamiseen telosyyteissä, kudosten korjaamiseen osallistuvissa interstitiaalisissa soluissa, mikä viittaa Alzheimerin taudin suoliston homeostaasin häiriöihin. XPCT mahdollisti myös suolistohermoston komponenttien, kuten myenterisen ja submukosaalisen plexuksen, tunnistamisen. Lisäksi tutkimus tarjosi uusia näkemyksiä immuunivasteista Alzheimerin taudissa tutkimalla Peyerin täpliä ja eristettyjä imukudoksia, immuunivalvonnassa mukana olevia olennaisia ​​imukudoksia.

Panethin ja pikarisolujen nano-XPCT-analyysi. (A) Edustava 3D-esitys SAMR1-hiiren kryptan pitkittäiskuvasta. Kryptan epiteelikerros tehtiin vihreäksi. Paneth-solut ovat keltaisia ​​ja pikarisolut siniset. Mittakaava, 5 μm. (b) ja (C) Näytä 3D-renderöinnit ja nano-XPCT-lähikuvia Goblet- ja Paneth-soluista. Samaa värikoodia kohdasta (a) käytettiin kohdissa (b) ja (c) esitetyissä 3D-renderöinneissä. Yksityiskohtaisesti pikarisolun ydin on värjätty tummansiniseksi ja apikaalinen osa, joka on laajentunut suoliston luumeniin ulottuvilla musiinia erittävillä rakeilla, on värjätty vaaleansiniseksi. Paneth-solulla on tyypillinen pyramidimuoto, jossa on ytimessä sijaitseva ydin (sininen) ja näkyvät apikaaliset rakeet (keltainen), jotka vievät suurimman osan sen sytoplasmisesta alueesta. Nano-XPCT-lähikuvat kohdassa (b) osoittavat pikarisoluja (merkitty nuolilla), jotka erittävät limaa (tähtiä) suolen ontelossa. Mittakaava, 2,5 μm. Kohdassa (c) poikittaisnäkymä kryptasta, jossa Paneth-solut on järjestetty säteittäiseen kuvioon (korostettu katkoviivalaatikoilla). Antimikrobisten rakeiden (mustat pisteet, tähti) vapautuminen luumeniin on näkyvissä. Mittakaava, 5 μm. (DJaE) Pikari- ja Paneth-solujen kvantifiointi salauksissa. Tulokset saadaan 30 kryptalla hiirtä kohden (n = 1) ja ne esitetään keskiarvona ± SD. Yksisuuntainen ANOVA P < 0,0001; Post hoc Tukeyn post hoc -testin mukaan: *P < 0,02, ** p < 0,01, *** p < 0,001 ja **** p < 0,0001.

Havainnot ja seuraukset

Erot perhe- ja satunnaisten Alzheimerin mallien välillä - Tutkimuksessa havaittiin, että APP/PS1- ja APP23-malleissa (perheellinen AD) oli vakavampia suolistomuutoksia kuin Samp8-mallissa (sporadinen AD), mikä viittaa geneettisiin vaikutuksiin suolen rakenteeseen Alzheimerin taudissa.

Tutkimuksessa todettiin, että Alzheimerin tauti liittyy merkittäviin rakenteellisiin muutoksiin suolistossa. Edistynyt kuvantaminen osoitti muutoksia suoliston villissä ja kryptoissa, jotka ovat tärkeitä ravinteiden imeytymisen ja immuunivasteen rakenteita.

Alzheimerin taudin hiirimalleissa villit näyttivät olevan syvempiä verrattuna terveisiin kontrolleihin, mikä viittaa häiriintyneeseen suoliston rakenteeseen. Lisäksi suolen epiteelin este oli huomattavasti ohuempi, mikä tutkijoiden mielestä saattaa mahdollisesti vaarantaa suoliston suojatoiminnot ja lisätä läpäisevyyttä.

Lisäksi immuunipuolustuksessa ja liman erittymisessä vaikuttavien Panethin ja pikarisolujen runsaus muuttui erityisesti Alzheimerin malleissa. Näiden solujen lisääntyminen on myös osoitettu lisääntyneen liman vapautumisen kanssa, mikä osoittaa vasteen tulehdustiloihin suolistossa. Nämä tulokset ovat yhdenmukaisia ​​aiempien havaintojen kanssa, joiden mukaan Alzheimerin taudin suoliston toimintahäiriöihin voi liittyä tulehduskomponentti.

Tutkimuksessa tunnistettiin myös muutoksia suolistohermostossa ja hermosolujen rakenteessa tapahtuvia muutoksia, jotka voivat vaikuttaa suoliston motiliteettiin ja signaalin välittämiseen aivoille. Lisäksi telosyyttien morfologia ja lukumäärä muuttuivat, mikä osoitti suoliston korjausmekanismien heikkenemistä.

Lisäksi tutkimuksessa havaittiin merkittäviä muutoksia Peyerin täplissä ja eristetyissä imusolmukkeissa, jotka ovat tärkeitä suoliston immuunivalvonnalle, mikä osoittaa, että Alzheimerin tauti voi tuottaa lisääntynyttä immuunivastetta suolistossa.

Johtopäätökset

Kaiken kaikkiaan tutkimukset osoittivat, että Alzheimerin tauti ei vaikuta vain aivoihin, vaan myös suoliston rakenteelliseen eheyteen ja immuunitoimintaan. Tämä tutkimus korosti mahdollista yhteyttä suoliston muutosten ja Alzheimerin taudin välillä sekä suoliston terveyden merkitystä hermoston rappeutumissairauksissa.

Paljastamalla rakenteellisia muutoksia ja immuunivasteita suolistossa tutkijat ehdottivat, että nämä muutokset voisivat toimia Alzheimerin taudin varhaisina biomarkkereina. Näiden suolen ja aivojen välisten vuorovaikutusten ymmärtäminen voisi johtaa innovatiivisiin hoitoihin, joilla pyritään lieventämään Alzheimerin taudin etenemistä ja korostamaan entisestään kokonaisvaltaisten lähestymistapojen merkitystä monimutkaisten neurologisten sairauksien hoidossa.

Lähteet: