Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Những thay đổi in vivo trong sự kích hoạt của tế bào microglia và sự lắng đọng amyloid ở các vùng não có tình trạng hạ chuyển hóa trong bệnh Alzheimer
Tóm tắt
Protein amyloid β (Aβ) được biết đến như một chất sinh bệnh trong bệnh Alzheimer (AD) và được giả định là đồng tồn tại với một mức độ kích hoạt của tế bào microglia trong não. Tuy nhiên, vẫn chưa rõ liệu hai sự kiện này có xảy ra song song với tình trạng hạ chuyển hóa đặc trưng trong AD in vivo hay không. Mục đích của nghiên cứu hiện tại là làm rõ mối quan hệ in vivo giữa tích tụ Aβ và viêm thần kinh trong những vùng não cụ thể ở giai đoạn đầu của bệnh AD. Mười một bệnh nhân AD chưa sử dụng thuốc nootropic đã trải qua một loạt các hình ảnh chụp cắt lớp phát xạ positron (PET) với [11C](R)PK11195, [11C]PIB và [18F]FDG cùng với một loạt các bài kiểm tra nhận thức trong cùng một ngày. Tiềm năng liên kết (BP) của [11C](R)PK11195 đã được so sánh trực tiếp với BP của [11C]PIB ở các vùng não có tình trạng chuyển hóa glucose giảm. BP của [11C](R)PK11195 và [11C]PIB cao hơn đáng kể ở các vùng thái dương đỉnh của bệnh nhân AD so với mười người đối chứng khỏe mạnh. Ở bệnh nhân AD, có một mối tương quan âm giữa điểm số sa sút trí tuệ và BP của [11C](R)PK11195, nhưng không phải với [11C]PIB, ở các vùng limbic, precuneus và prefrontal. Những so sánh trực tiếp cho thấy có một mối tương quan âm đáng kể giữa BP của [11C](R)PK11195 và [11C]PIB ở vỏ không cingulate sau (PCC) (p < 0.05, đã hiệu chỉnh) mà thể hiện sự giảm thiểu nghiêm trọng nhất trong việc hấp thu [18F]FDG. Việc thiếu sự liên kết giữa sự kích hoạt của tế bào microglia và sự lắng đọng amyloid có thể chỉ ra rằng sự tích tụ Aβ được thể hiện bằng [11C]PIB không phải lúc nào cũng là nguyên nhân chính dẫn đến sự kích hoạt tế bào microglia, mà ngược lại, mối tương quan âm hiện có ở PCC gợi ý rằng tế bào microglia có thể cho thấy sự kích hoạt cao hơn trong quá trình sản xuất Aβ ở giai đoạn đầu của bệnh AD.
Từ khóa
#bệnh Alzheimer #amyloid β #kích hoạt microglia #hình ảnh PET #chuyển hóa glucoseTài liệu tham khảo
Hardy J, Selkoe DJ. The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: progress and problems on the road to therapeutics. Science 2002;297:353–6.
Wyss-Coray T. Inflammation in Alzheimer disease: driving force, bystander or beneficial response? Nat Med 2006;12:1005–15.
Tan J, Town T, Crawford F, Mori T, DelleDonne A, Crescentini R, et al. Role of CD40 ligand in amyloidosis in transgenic Alzheimer’s mice. Nat Neurosci 2002;5:1288–93.
Tan J, Town T, Paris D, Mori T, Suo Z, Crawford F, et al. Microglial activation resulting from CD40-CD40L interaction after beta-amyloid stimulation. Science 1999;286:2352–5.
Chen K, Iribarren P, Hu J, Chen J, Gong W, Cho EH, et al. Activation of Toll-like receptor 2 on microglia promotes cell uptake of Alzheimer disease-associated amyloid beta peptide. J Biol Chem 2006;281:3651–9.
Richard KL, Filali M, Préfontaine P, Rivest S. Toll-like receptor 2 acts as a natural innate immune receptor to clear amyloid beta 1-42 and delay the cognitive decline in a mouse model of Alzheimer’s disease. J Neurosci 2008;28:5784–93.
Tahara K, Kim HD, Jin JJ, Maxwell JA, Li L, Fukuchi K. Role of toll-like receptor signalling in Abeta uptake and clearance. Brain 2006;129:3006–19.
Cagnin A, Brooks DJ, Kennedy AM, Gunn RN, Myers R, Turkheimer FE, et al. In-vivo measurement of activated microglia in dementia. Lancet 2001;358:461–7.
Engler H, Forsberg A, Almkvist O, Blomquist G, Larsson E, Savitcheva I, et al. Two-year follow-up of amyloid deposition in patients with Alzheimer’s disease. Brain 2006;129:2856–66.
Scheinin NM, Aalto S, Koikkalainen J, Lötjönen J, Karrasch M, Kemppainen N, et al. Follow-up of [11C]PIB uptake and brain volume in patients with Alzheimer disease and controls. Neurology 2009;73:1186–92.
Klunk WE, Engler H, Nordberg A, Wang Y, Blomqvist G, Holt DP, et al. Imaging brain amyloid in Alzheimer’s disease with Pittsburgh Compound-B. Ann Neurol 2004;55:306–19.
Edison P, Archer HA, Hinz R, Hammers A, Pavese N, Tai YF, et al. Amyloid, hypometabolism, and cognition in Alzheimer disease: an [11C]PIB and [18F]FDG PET study. Neurology 2007;68:501–8.
Drzezga A, Grimmer T, Henriksen G, Stangier I, Perneczky R, Diehl-Schmid J, et al. Imaging of amyloid plaques and cerebral glucose metabolism in semantic dementia and Alzheimer’s disease. Neuroimage 2008;39:619–33.
Jack Jr CR, Lowe VJ, Weigand SD, Wiste HJ, Senjem ML, Knopman DS, et al. Serial PIB and MRI in normal, mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: implications for sequence of pathological events in Alzheimer’s disease. Brain 2009;132:1355–65.
Heneka MT, Sastre M, Dumitrescu-Ozimek L, Dewachter I, Walter J, Klockgether T, et al. Focal glial activation coincides with increased BACE1 activation and precedes amyloid plaque deposition in APP[V717I] transgenic mice. J Neuroinflammation 2005;2:22.
Jacobsen JS, Wu CC, Redwine JM, Comery TA, Arias R, Bowlby M, et al. Early-onset behavioral and synaptic deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease. Proc Natl Acad Sci U S A 2006;103:5161–6.
McKhann G, Drachman D, Folstein M, Katzman R, Price D, Stadlan EM. Clinical diagnosis of Alzheimer’s disease: report of the NINCDS-ADRDA Work Group under the auspices of Department of Health and Human Services Task Force on Alzheimer’s Disease. Neurology 1984;34:939–44.
Ouchi Y, Nobezawa S, Okada H, Yoshikawa E, Futatsubashi M, Kaneko M. Altered glucose metabolism in the hippocampal head in memory impairment. Neurology 1998;51:136–42.
Watanabe M, Shimizu K, Omura T, Takahashi M, Kosugi T, Yoshikawa E, et al. A new high-resolution PET scanner dedicated to brain research. IEEE Trans Nucl Sci 2002;49:634–9.
Lammertsma AA, Hume SP. Simplified reference tissue model for PET receptor studies. Neuroimage 1996;4:153–8.
Banati RB, Newcombe J, Gunn RN, Cagnin A, Turkheimer F, Heppner F, et al. The peripheral benzodiazepine binding site in the brain in multiple sclerosis: quantitative in vivo imaging of microglia as a measure of disease activity. Brain 2000;123:2321–37.
Ouchi Y, Yoshikawa E, Sekine Y, Futatsubashi M, Kanno T, Ogusu T, et al. Microglial activation and dopamine terminal loss in early Parkinson’s disease. Ann Neurol 2005;57:168–75.
Price JC, Klunk WE, Lopresti BJ, Lu X, Hoge JA, Ziolko SK, et al. Kinetic modeling of amyloid binding in humans using PET imaging and Pittsburgh Compound-B. J Cereb Blood Flow Metab 2005;25:1528–47.
Lopresti BJ, Klunk WE, Mathis CA, Hoge JA, Ziolko SK, Lu X, et al. Simplified quantification of Pittsburgh Compound B amyloid imaging PET studies: a comparative analysis. J Nucl Med 2005;46:1959–72.
Talairach J, Tournoux P. Co-planer stereotaxic atlas of the human brain: 3-dimensional proportional system: an approach to cerebral imaging. Stuttgart: Thieme; 1988.
Ouchi Y, Yoshikawa E, Okada H, Futatsubashi M, Sekine Y, Iyo M, et al. Alterations in binding site density of dopamine transporter in the striatum, orbitofrontal cortex, and amygdala in early Parkinson’s disease: compartment analysis for beta-CFT binding with positron emission tomography. Ann Neurol 1999;45:601–10.
Edison P, Archer HA, Gerhard A, Hinz R, Pavese N, Turkheimer FE, et al. Microglia, amyloid, and cognition in Alzheimer’s disease: an [11C](R)PK11195-PET and [11C]PIB-PET study. Neurobiol Dis 2008;32:412–9.
Wiley CA, Lopresti BJ, Venneti S, Price J, Klunk WE, DeKosky ST, et al. Carbon 11-labeled Pittsburgh Compound B and carbon 11-labeled (R)-PK11195 positron emission tomographic imaging in Alzheimer disease. Arch Neurol 2009;66:60–7.
Leinonen V, Alafuzoff I, Aalto S, Suotunen T, Savolainen S, Någren K, et al. Assessment of beta-amyloid in a frontal cortical brain biopsy specimen and by positron emission tomography with carbon 11-labeled Pittsburgh Compound B. Arch Neurol 2008;65:1304–9.
Minoshima S, Giordani B, Berent S, Frey KA, Foster NL, Kuhl DE. Metabolic reduction in the posterior cingulate cortex in very early Alzheimer’s disease. Ann Neurol 1997;42:85–94.
Foster NL, Wang AY, Tasdizen T, Fletcher PT, Hoffman JM, Koeppe RA. Realizing the potential of positron emission tomography with 18F-fluorodeoxyglucose to improve the treatment of Alzheimer’s disease. Alzheimers Dement 2008;4:S29–36.
Alexander GE, Chen K, Pietrini P, Rapoport SI, Reiman EM. Longitudinal PET evaluation of cerebral metabolic decline in dementia: a potential outcome measure in Alzheimer’s disease treatment studies. Am J Psychiatry 2002;159:738–45.
Lacor PN, Buniel MC, Furlow PW, Clemente AS, Velasco PT, Wood M, et al. Abeta oligomer-induced aberrations in synapse composition, shape, and density provide a molecular basis for loss of connectivity in Alzheimer’s disease. J Neurosci 2007;27:796–807.
Shankar GM, Li S, Mehta TH, Garcia-Munoz A, Shepardson NE, Smith I, et al. Amyloid-beta protein dimers isolated directly from Alzheimer’s brains impair synaptic plasticity and memory. Nat Med 2008;14:837–42.
Malaplate-Armand C, Florent-Béchard S, Youssef I, Koziel V, Sponne I, Kriem B, et al. Soluble oligomers of amyloid-beta peptide induce neuronal apoptosis by activating a cPLA2-dependent sphingomyelinase-ceramide pathway. Neurobiol Dis 2006;23:178–89.
Szczepanik AM, Rampe D, Ringheim GE. Amyloid-beta peptide fragments p3 and p4 induce pro-inflammatory cytokine and chemokine production in vitro and in vivo. J Neurochem 2001;77:304–17.
Barger SW, Harmon AD. Microglial activation by Alzheimer amyloid precursor protein and modulation by apolipoprotein E. Nature 1997;388:878–81.
McGeer PL, McGeer E, Rogers J, Sibley J. Anti-inflammatory drugs and Alzheimer disease. Lancet 1990;335:1037.
Mackenzie IR. Postmortem studies of the effect of anti-inflammatory drugs on Alzheimer-type pathology and associated inflammation. Neurobiol Aging 2001;22:819–22.
Craft JM, Watterson DM, Frautschy SA, Van Eldik LJ. Aminopyridazines inhibit beta-amyloid-induced glial activation and neuronal damage in vivo. Neurobiol Aging 2004;25:1283–92.
Rosi S, Ramirez-Amaya V, Vazdarjanova A, Esparza EE, Larkin PB, Fike JR, et al. Accuracy of hippocampal network activity is disrupted by neuroinflammation: rescue by memantine. Brain 2009;132:2464–77.