淀粉样蛋白斑块,通常被称为神经斑块,主要存在于大脑的灰质中。这些外部沉积物是由淀粉样β(Aβ)蛋白组成,与神经功能退化的现象有密切关联。虽然这些斑块在老化过程中也可能出现,但当其大量聚集且伴随神经纤维缠结时,则是阿兹海默症的典型特征。
淀粉样蛋白斑块的形状和大小各异,且在组织切片中的分布呈现出对数正态分布曲线,平均斑块面积约为400-450平方微米。
淀粉样斑块形成的过程是由一种名为Aβ的蛋白质错误折叠所引起的。这些错误折叠的Aβ蛋白质进一步聚集成寡聚体和长聚合物,最终形成斑块。这一过程的历史可追溯至19世纪,当时科学家们最初描述了这些斑块的存在,并对其与神经退化性疾病的关联性进行了探索。
在1892年,保罗·布洛克和格赫戈·马里内斯库首次描述了灰质中的淀粉样斑块,并称之为“神经胶质硬化的结节”。随后的1898年,艾米尔·雷德利奇报告了三位患有痴呆症的患者的脑内斑块,并将其称为“米粒硬化”。随着研究的深入,阿洛伊斯·阿兹海默在1906年首次将这些斑块与痴呆症直接关联起来,尽管当时主要集中在神经纤维缠结之上。
这些淀粉样蛋白的形成源于细胞膜内的一种名为Aβ前体蛋白(APP)的长缩蛋白。它由多种细胞产生,尤其在神经元中丰富。 APP首先会被β分泌酶(BACE)和γ分泌酶切割,这一过程可释放出40或42个氨基酸长的Aβ片段帮助组成淀粉样蛋白斑块。
随着年龄增长,脑内出现淀粉样斑块的概率显著提高,60岁时约为10%,而至80岁则增加到60%。
在显微镜下,淀粉样斑块大小不一,典型的“经典斑块”由一个致密的Aβ淀粉样核心和相对松散的Aβ圈所组成。此外,斑块中还包括来自不同神经元的异常肿胀的神经过程及活化的胶质细胞。这些异常神经过程和激活的胶质细胞通常不会出现在扩散性斑块中,后者可能被认为是斑块发展的初期阶段。
Aβ沉积物的结构和呈现也受到不同染色技术的影响。像银染色、刚果红染色和免疫组织化学染色等技术可以帮助我们准确地识别斑块的存在。
淀粉样斑块及神经纤维缠结在阿兹海默症的病理诊断中具有重要意义。尽管缠结数量与痴呆程度的相关性更强,但Aβ在疾病的风险、开始及进展中显示出核心作用。现代医学检查技术现在可以通过正电子发射断层扫描(PET)检测冻结在阿兹海默症患者大脑中的Aβ积聚物,为早期诊断提供了可能性。
在阿兹海默症患者的脑内,淀粉样斑块通常是与神经纤维缠结共同表现来进行确认的。
随着这些发现的浮现,科学家们也在研究淀粉样斑块形成的基因和环境风险因素。近来研究显示,与脑微血管创伤和持续的脑部炎症相关,这些问题都可能加速淀粉样斑块的出现。
当科学家深入研究淀粉样斑块的生物学背景时,许多问题依然悬而未决。例如,Aβ在正常生理功能中扮演的角色是什么?这些斑块如何随着年龄的增长而演变?这些问题不仅涉及生物学知识的边界,也关乎我们未来的健康与生活质量,我们应该如何应对这些挑战呢?