研究人员确定了与 ALS 运动功能丧失相关的神经化学标记物

2023-5-6 12:08| 发布者: admin| 查看: 32| 评论: 0

摘要: 阿尔伯塔大学的研究人员已经确定了一种神经化学标记物，该标记物与肌萎缩侧索硬化患者的运动功能丧失和初级运动皮层（控制我们肌肉的大脑部分）和大脑其余部分之间的通讯中断有关。知道了这一点，他们现在的目标是找 ...

阿尔伯塔大学的研究人员已经确定了一种神经化学标记物，该标记物与肌萎缩侧索硬化患者的运动功能丧失和初级运动皮层（控制我们肌肉的大脑部分）和大脑其余部分之间的通讯中断有关。知道了这一点，他们现在的目标是找出该标记物是否也可以提供一种测试来评估改善大脑功能的新疗法。

处理流水线概览。感兴趣的神经代谢物的光谱特征是从初级运动皮层 (PMC)（磁共振波谱 (MRS)）体素中获得的。MRS 体素经过分割为灰质 (GM) 和白质 (WM) 组织类别，分别经过功能连接和扩散张量成像分析。FA，分数各向异性；rsFC，静息态功能连接。

肌萎缩侧索硬化症或卢伽雷氏病是一种晚期神经系统疾病。随着运动神经元的衰竭，初级运动皮层失去了与肌肉交流的能力——事实证明，大脑的其他部分也失去了交流的能力——导致肌肉僵硬和无力。最终，大脑失去了与我们生存所必需的肌肉进行交流的能力。

研究表明，药物利鲁唑可以延长患者的预期寿命，而且 N-乙酰天冬氨酸 (NAA) 的水平（一种与健康神经元相关的神经化学物质）会随着药物的使用而增加。NAA 与 Sanjay Kalra 及其团队确定为 ALS 标志物的神经化学物质相同。

现在 Kalra 想知道反过来是否正确。“我们想知道在未来的研究中，通过药物改善神经化学是否会改善功能连接，”他说。

Avyarthana Dey，博士医学与牙科学院和神经科学与心理健康研究所的学生以及该研究的主要作者说，她还想知道服用利鲁唑后 NAA 水平升高是否与生存率提高相关。

“如果有效，增加多少？因为目前利鲁唑已被证明可以将患者的平均存活时间延长三到六个月，但我们不知道它是如何做到的，”她指出。

识别标记

Kalra 是一名神经学家和神经病学系教授、Henri M. Toupin 神经科学主席以及神经科学和心理健康研究所的成员。他还是理解、治疗和消除肌萎缩侧索硬化综合分析平台 (CAPTURE ALS) 和加拿大肌萎缩侧索硬化神经影像学联合会 (CALSNIC) 的主任，后者在新研究中发挥了重要作用。

研究人员分析了从五家加拿大大学医院收集的数据，这些医院都是 CALSNIC 的一部分：亚利桑那大学、卡尔加里大学、麦吉尔大学、多伦多大学和不列颠哥伦比亚大学。

“阻碍单中心研究的一个因素是我们只有非常小的样本，”Dey 说。“拥有五个不同的中心可以捕获具有更多不同疾病模式的更广泛人群。”

这五个站点共招募了 52 名 ALS 患者和 52 名健康对照者。记录每位患者的足部敲击频率，并且在 ALS 患者中显着降低。在 52 名患者中，48 名还表现出肌腱反射过度反应，21 名表现出痉挛，肌肉张力或肌肉僵硬异常增加，15 名表现出巴宾斯基征，这是一种足部反射，其中大脚趾当脚被抚摸或刮伤时，它会向上弯曲而不是向下弯曲——这是两岁以下儿童的正常反射，但老年人则不然。

在确定 ALS 患者运动功能丧失后，研究人员随后使用功能性 MRI 扫描来测量初级运动皮层与大脑其余部分的沟通情况。他们还使用另外两项测试来测量初级运动皮层中的神经化学物质，并监测同一区域白质的退化情况。

他们的假设是，在 ALS 中，初级运动皮层无法与大脑的其余部分正常沟通，这可能是由于上运动神经元的结构或神经化学存在潜在问题。这些神经元位于大脑中并一直向下移动到脊髓，在那里它们与下运动神经元交流，然后与肌肉交流。

“这些上运动神经元被认为更容易受到神经退行性过程的影响，”Dey 说。“由于它们的体型较大，它们更容易受到伤害。”

研究人员发现，随着肌萎缩侧索硬化患者的运动功能以及初级运动皮层与大脑其余部分之间的连接恶化，上运动神经元起源的运动皮层中的 NAA 水平也会下降。虽然他们也发现了白质的结构退化，但这与沟通的退化没有直接关系。

“我们假设 NAA 的异常发生在任何明显的结构变化发生之前，”Dey 说。