淀粉樣蛋白斑塊,通常被稱為神經斑塊,主要存在於大腦的灰質中。這些外部沉積物是由淀粉樣β(Aβ)蛋白組成,與神經功能退化的現象有密切關聯。雖然這些斑塊在老化過程中也可能出現,但當其大量聚集且伴隨神經纖維纏結時,則是阿茲海默症的典型特徵。
淀粉樣蛋白斑塊的形狀和大小各異,且在組織切片中的分佈呈現出對數正態分佈曲線,平均斑塊面積約為400-450平方微米。
淀粉樣斑塊形成的過程是由一種名為Aβ的蛋白質錯誤摺疊所引起的。這些錯誤摺疊的Aβ蛋白質進一步聚集成寡聚體和長聚合物,最終形成斑塊。這一過程的歷史可追溯至19世紀,當時科學家們最初描述了這些斑塊的存在,並對其與神經退化性疾病的關聯性進行了探索。
在1892年,保羅·布洛克和格赫戈·馬里內斯庫首次描述了灰質中的淀粉樣斑塊,並稱之為“神經膠質硬化的結節”。隨后的1898年,艾米爾·雷德利奇報告了三位患有癡呆症的患者的腦內斑塊,並將其稱為“米粒硬化”。隨著研究的深入,阿洛伊斯·阿茲海默在1906年首次將這些斑塊與癡呆症直接關聯起來,儘管當時主要集中在神經纖維纏結之上。
這些淀粉樣蛋白的形成源於細胞膜內的一種名為Aβ前體蛋白(APP)的長縮蛋白。它由多種細胞產生,尤其在神經元中豐富。APP首先會被β分泌酶(BACE)和γ分泌酶切割,這一過程可釋放出40或42個氨基酸長的Aβ片段幫助組成淀粉樣蛋白斑塊。
隨著年齡增長,腦內出現淀粉樣斑塊的概率顯著提高,60歲時約為10%,而至80歲則增加到60%。
在顯微鏡下,淀粉樣斑塊大小不一,典型的“經典斑塊”由一個緻密的Aβ淀粉樣核心和相對鬆散的Aβ圈所組成。此外,斑塊中還包括來自不同神經元的異常腫脹的神經過程及活化的膠質細胞。這些異常神經過程和激活的膠質細胞通常不會出現在擴散性斑塊中,後者可能被認為是斑塊發展的初期階段。
Aβ沉積物的結構和呈現也受到不同染色技術的影響。像銀染色、剛果紅染色和免疫組織化學染色等技術可以幫助我們準確地識別斑塊的存在。
淀粉樣斑塊及神經纖維纏結在阿茲海默症的病理診斷中具有重要意義。儘管纏結數量與癡呆程度的相關性更強,但Aβ在疾病的風險、開始及進展中顯示出核心作用。現代醫學檢查技術現在可以通過正電子發射斷層掃描(PET)檢測凍結在阿茲海默症患者大腦中的Aβ積聚物,為早期診斷提供了可能性。
在阿茲海默症患者的腦內,淀粉樣斑塊通常是與神經纖維纏結共同表現來進行確認的。
隨著這些發現的浮現,科學家們也在研究淀粉樣斑塊形成的基因和環境風險因素。近來研究顯示,與腦微血管創傷和持續的腦部炎症相關,這些問題都可能加速淀粉樣斑塊的出現。
當科學家深入研究淀粉樣斑塊的生物學背景時,許多問題依然懸而未決。例如,Aβ在正常生理功能中扮演的角色是什麼?這些斑塊如何隨著年齡的增長而演變?這些問題不僅涉及生物學知識的邊界,也關乎我們未來的健康與生活質量,我們應該如何應對這些挑戰呢?