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2015年12月3日 讯 /生物谷BIOON/ --虽然关联依然是模糊的，但越来越多的证据指出，感染、免疫系统和神经退行性疾病（如阿尔茨海默病、ALS、帕金森病）之间存在联系。 1 Y4 i$ }1 B! C& X- v, S5 |/ N
现在，杜克大学（Duke University）研究团队表明，活性、致病菌感染会导致秀丽隐杆线虫（C. elegans）神经变性退化。受感染的蠕虫会显示出若干改变，出现人类衰老和疾病患者（如阿尔茨海默病）神经变性退化的标志。
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这项目前在线（online now）发表于《生物化学期刊（Journal of Biological Chemistry）》并将于2015年12月4日印刷的研究，还带来了一个大惊奇：不育动物似乎能够抵抗神经变性退化。
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“在蠕虫中，可能存在某种来自生殖细胞或生殖细胞系（germline）的信号，在感染-诱导的神经变性退化中发挥作用”资深研究作者、杜克大学医学院分子遗传学和微生物学副教授Alejandro Aballay博士说道。 4 C- P6 S" ? R1 f L- R+ V+ j
“这绝对是出人意料的，虽然我们知道不孕能够解放本来用于产生生殖细胞系和引导组织修复及其他维护的能量”Aballay说道，“找出对病原体的反应如何适应这种状态将是有趣的。”
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近年来，研究人员已经开始注意到病原体和神经变性退化之间的关系。多个研究表明，存在慢性感染的患者特别容易受到神经退行性疾病的影响。似乎发生的是，微生物感染患者，提醒免疫系统，并引发会逐步破坏神经元的炎症。这一意想不到的副作用并不有利于微生物，当然也不利于宿主。 7 B7 t+ k! ~" d# }4 \/ i7 V
由于难以在人体中研究这个过程，Aballay的实验室转向将秀丽隐杆线虫作为模型。这种1毫米长的透明蠕虫拥有简单得多的神经系统，只包含302个神经元，代表着哺乳动物大脑中大部分类型的神经元。也拥有基本的免疫系统。
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在实验室里，这些蠕虫通常栖息在皮氏培养皿中，以大肠杆菌（E. coli bacteria）为食。为了感染这些蠕虫，Aballay及其同事们将蠕虫的标准食物替换为常见的细菌病原体绿脓杆菌（Pseudomonas aeruginosa）。他们还使用荧光标签来标记蠕虫的神经元，从而使任何与感染有关的神经退行性改变可视化。
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研究人员们目睹了许多具有神经变性退化特征的改变。例如，他们看到珠状的神经元，神经细胞出现小圆状扩展，使其呈现珠子的样子。他们还发现，神经元所在的通常笔直如箭的区域，出现分支或者波浪。
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杜克大学研究人员表明，致病菌感染会导致秀丽隐杆线虫神经变性退化。受感染的动物会显示出神经改变，出现人类患者（如阿尔茨海默病）神经变性退化的标志。图中蠕虫的绿色区域是一个波浪、分支和珠状的神经元，指示神经变性退化。图片来源：Alejandro Aballay实验室。
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“神经元的行为被设计得像一条笔直的高速公路，将信号从一个细胞传递到另一个细胞”Aballay说道，“这些波浪状的神经元则更像是山路，因为转弯和弯折，信号传输会非常缓慢，效率低下。” , @) }! l( j' c- [$ C
对于人类而言，这些改变将伴随着行为缺陷，可能难以记住别人的名字或者忘记车钥匙。在蠕虫中，研究人员发现，这些神经改变也会带来功能性的后果。正常情况下，蠕虫能够感知并向它们喜欢的食盐移动，但当神经元受到影响，它们对食盐刺激的反应能力也会受到影响。
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接下来，研究人员想要确定蠕虫是否拥有能够对抗感染和神经变性退化的基因。他们使成百上千的蠕虫发生突变，使用与之前相同的病原体进行感染，然后观察是否存在对抗感染-诱导的神经变性退化的迹象。研究人员发现，被称为mes-1的基因中包含的一种突变是一个特别有前途的候选对象。有趣的是，所有携带这种突变的蠕虫，都缺少繁育后代所需的生殖细胞。
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在额外的基因研究中，Aballay及其同事们发现，另一个被称为DAF-16的基因，是这些突变动物对抗神经变性退化所需要的。在人类中，与之对应的是FOXO6基因，该基因已知在控制免疫、寿命和应激压力反应的通路的交汇处发挥功能。
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“未来，我们计划更加关注于神经元水平上正在发生的问题，以理解神经元如何感知致病分子或炎症信号，以及这些信号如何最终触发神经变性退化”Aballay说道。（生物谷Bioon.com） 7 d `$ ~8 t8 G7 r1 d" Q
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发表于 2015-12-3 20:03:48
