「臭雞蛋」腦氣體可能是對抗阿茲海默症的關鍵

這種蛋白質被稱為胱硫醚γ-裂解酶（CSE），以產生硫化氫（一種聞起來像臭雞蛋的氣體）而聞名，似乎在記憶的形成過程中發揮關鍵作用。研究負責人、約翰霍普金斯大學醫學院藥理學、精神病學和神經科學副教授 Bindu Paul 博士表示，這些結果來自對基因轉殖小鼠的實驗。

研究發表於 美國國家科學院院刊它的目的是更好地了解這種蛋白質的工作原理，以及增強其活性是否有助於保護腦細胞並減緩阿茲海默症等神經退化性疾病。

硫化氫可以保護腦細胞

先前的研究表明，硫化氫可以幫助保護小鼠的神經細胞。然而，這種氣體大量有毒，因此直接輸送到大腦是不安全的。相反，科學家們正在嘗試了解如何安全地維持神經元中天然存在的極低水平。

新的研究結果表明，缺乏 CSE 酶的小鼠存在記憶和學習問題。研究的作者 Paul 表示，這些小鼠也表現出氧化壓力增加、DNA 損傷和血腦屏障完整性受損，這些特徵通常與阿茲海默症相關。

基於多年的研究

目前的工作建立在神經科學、藥理學和精神病學名譽教授所羅門·斯奈德 (Solomon Snyder) 之前的研究基礎上。 2014 年，他的團隊報告稱，CSE 支持患有亨廷頓舞蹈病的小鼠的大腦健康。研究人員使用了缺乏 CSE 蛋白的小鼠，該蛋白於 2008 年首次開發，當時該蛋白與血管功能和血壓調節有關。

2021年，該團隊發現CSE在患有阿茲海默症的小鼠身上無法正常發揮作用，而注射極少量的硫化氫有助於保護大腦功能。

先前的研究重點是具有與神經退化性疾病相關的額外基因突變的小鼠。最近的研究孤立了 CSE 本身的作用。

「這項最新研究表明，CSE 本身就是認知功能的關鍵參與者，並且可以為阿茲海默症的治療途徑提供新途徑，」合著者 Snyder 說，他將於 2023 年從約翰霍普金斯大學醫學院退休。

記憶力減退與 CSE 缺乏有關

為了更了解 CSE 如何影響記憶，科學家們將缺乏這種蛋白質的小鼠與使用 2008 年開發的相同品系的正常小鼠進行了比較。他們使用一種稱為巴恩斯迷宮的裝置測試了空間記憶（記住方向和遵循線索的能力）。

在這項測試中，小鼠學會透過尋找隱藏的庇護所來躲避強光。兩個月大時，正常小鼠和缺乏 CSE 的小鼠表現相似，在三分鐘內找到了庇護所。然而，六個月後，CSE 缺陷小鼠難以找到逃生路線，而正常小鼠則繼續成功。

「空間記憶的下降表明神經退化逐漸發生，我們可以將其歸因於 CSE 的喪失，」第一作者、Paul 實驗室的研究員 Swarna Chakraborty 說。

大腦變化反映了阿茲海默症

研究人員還研究了 CSE 缺失如何在細胞層面影響大腦。海馬體是學習和記憶的重要區域，依賴新神經元的形成。這一過程的干擾是神經退化性疾病的一個眾所周知的特徵。

研究小組利用生化和分析方法發現，在沒有 CSE 的小鼠中，參與神經發生的蛋白質減少或缺失。

科學家使用高倍電子顯微鏡觀察了這些小鼠大腦的結構損傷。他們在血管中發現了大液泡，顯示血腦屏障受損，這是阿茲海默症的另一個標誌。此外，新形成的神經元很難到達海馬體，而它們通常在那裡促進記憶形成。

「缺乏 CSE 的小鼠在多個層面上受到損害，這與我們在阿茲海默症中看到的症狀相關，」共同第一作者、保羅實驗室的研究員蘇尼爾·賈穆納·特里帕蒂 (Sunil Jamuna Tripathi) 說。

尋找阿茲海默症的新療法

根據美國疾病管制與預防中心的數據，阿茲海默症影響著美國超過 600 萬人，而且這個數字還在持續成長。目前，還沒有任何治療方法被一致證明可以阻止或減緩這種疾病。

研究人員表示，針對 CSE 及其硫化氫產生可能為開發旨在保護大腦功能和減緩疾病進展的治療方法提供一條新途徑。

資助和研究貢獻者

這項研究的財政支持由美國國防部國立衛生研究院（1R01AG071512、P50 DA044123、1R21AG073684、O1AGs066707、U01 AG073323、AG077396、NS101967、NS1368、1367、NS10138、2013013013013)。 (HT94252310443)、美國心臟協會、AHA-Allen 腦健康與認知障礙倡議、解決 ME/CFS 倡議、約翰霍普金斯大學催化劑獎、Valor 基金會、Wick 基金會、退伍軍人事務部優秀獎 (I01BX005976)、VA克利夫蘭診所退伍軍人事務路易斯斯托克斯中心、瑪麗·愛麗絲·史密斯神經精神病學研究基金、林肯療法研究基金神經精神病學、戈登和埃維·薩夫蘭神經精神病學基金；以及克利夫蘭基金會的倫納德克里格基金。

除了 Paul、Snyder、Chakraborty 和 Tripathi 之外，貢獻者還包括約翰霍普金斯大學的 Richa Tyagi 和 Benjamin Orsborn。凱斯西儲大學的 Edwin Vasquez-Rosa、Kalyani Chobe、Hisashi Fujioka、Emiko Miller 和 Andrew Pepper；德國萊布尼茨分析科學研究所的 Thibaut Vignan 和 Milos Filipovic；霍林斯癌症中心的 Sudarshana Sharma；達比兒童研究所和南卡羅來納科大學的鮑比·托馬斯·托馬斯·托馬斯醫學院。