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Science子刊:重大进展!揭示原发性震颤由大脑底部过度活跃的脑电波引起

来源:本站原创 2020-01-18 17:53

2020年1月18日讯/生物谷BIOON/---原发性震颤(essential tremor),也称特发性震颤,是一种导致手、臂和头部非自主性颤抖的运动障碍。它的来源一直是谜团,这阻断了针对4%的年龄在40岁以上的患有这种疾病的人开发有效的疗法。

如今,在一项新的研究中,来自中国台湾大学、哥伦比亚大学和耶鲁大学等研究机构的研究人员指出原发性震颤是由大脑底部过度活跃的脑电波引起的,这就增加了利用神经调节来治疗这种运动障碍的可能性。相关研究结果发表在2020年1月15日的Science Translational Medicine期刊上,论文标题为“Cerebellar oscillations driven by synaptic pruning deficits of cerebellar climbing fibers contribute to tremor pathophysiology”。
图片来自Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aay1769。

论文通讯作者为哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科学院神经病学助理教授Sheng-Han Kuo博士说,“过去的研究已鉴定出原发性震颤患者的大脑结构变化,但是我们并不知道这些变化是如何导致震颤的。这项新的研究确定了这些结构变化如何影响大脑活动,从而引起震颤。”

关于原发性震颤

原发性震颤是美国最常见的运动障碍,影响约1千万美国人(约为帕金森病患者的八倍)。这种疾病通常会导致无意识的、有节奏的颤抖,通常发生在手上,在扣衬衫纽扣或使用器皿等活动中尤为明显。尽管原发性震颤不会危及生命,但会严重影响生活质量。

一些β受体阻滞剂和抗癫痫药可以减轻症状,但它们具有副作用,比如疲乏和呼吸急促。它们在原发性震颤患者中也不能很好地发挥作用。对此,Kuo表示这并不奇怪,这是因为这种疾病的病因尚未得到很好的理解。

原发性震颤患者在小脑中具有过多的大脑活动

这些研究人员先前已鉴定出原发性震颤患者的小脑结构变化,并使用了一种新的小脑电图(EEG)技术来搜索大脑这一部分的异常脑电波。

在接受小脑电图检查的20例原发性震颤患者中,大多数人具有强烈的小脑震动(在4至12 Hz之间),这些震动在20例对照受试者中均未发现。原发性震颤更严重的患者有更强的震动。

小鼠中首次发现脑震动

这些研究人员首先在小鼠中发现了小脑震动,它们产生的震颤与在原发性震颤患者中观察到的震颤非常相似。刺激小鼠大脑中的某些神经元,交替地抑制和释放脑震动,就可导致震颤。Kuo说,“这些结果建立了脑震动与震颤之间的因果关系,这无法直接在患者中进行测试。”

过度的震动源于过多的突触

在先前对原发性震颤患者的死后脑组织的研究中,Kuo团队已发现原发性震颤患者在小脑的两种类型的神经细胞---爬行纤维(climbing fiber)与浦肯野细胞(Purkinje cell)---之间具有异常大量的突触。

在这项新的研究中,这些研究人员再次使用死后脑组织,发现这些突触(即神经连接)的形成似乎受到一种称为谷氨酸受体δ2(GluRδ2)的蛋白的影响。Kuo说,“当这种蛋白表达不足时,爬行纤维和浦肯野细胞之间形成的任何过多突触都不被消除,从而导致过多的神经连接形成。”

当Kuo团队降低小鼠中的GluRδ2表达时,这些小鼠会出现与人类相类似的震颤。恢复GluRδ2功能可以抑制震颤,从而证实这种蛋白在原发性震颤中起关键作用。

新疗法的潜力

Kuo说,这项新的研究为治疗原发性震颤开辟了多种新的可能性。

Kuo说,“以小脑脑电图为指导,我们也许能够使用神经调节技术,比如tDCS(经颅直流电刺激)或经颅磁刺激(TMS)来减少震颤,甚至可以使用药物来减少爬行纤维与浦肯野细胞之间的传递。”

Kuo还致力于开发增加大脑中GluRδ2表达的药物,从而可能减少震颤。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Ming-Kai Pan et al. Cerebellar oscillations driven by synaptic pruning deficits of cerebellar climbing fibers contribute to tremor pathophysiology. Science Translational Medicine, 2020, doi:10.1126/scitranslmed.aay1769.

2.Cerebellar oscillations driven by synaptic pruning deficits of cerebellar climbing fibers contribute to tremor pathophysiology
https://medicalxpress.com/news/2020-01-overactive-brain-trigger-essential-tremor.html
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