為什麼多發性硬化症會逐漸失去平衡和運動能力？

加州大學河濱分校的新研究為解釋這種下降的原因提供了新的見解。該研究發表於 美國國家科學院院刊指出線粒體功能是小腦神經元（稱為浦肯野細胞）分解的關鍵參與者。這些細胞的喪失與多發性硬化症患者運動問題的惡化密切相關。

炎症、髓磷脂損失和斷電

MS 的定義是中樞神經系統內持續的炎症和破壞。脫髓鞘是髓鞘的過程。髓鞘是大腦和脊髓中神經纖維周圍的保護和絕緣層。如果沒有這種絕緣，電信號就會沿著神經有效地傳播。這會導致各種神經系統症狀。

線粒體發揮著不同但同樣重要的作用。這些結構為細胞提供大部分能量。因此它常被稱為細胞的“能源”

“我們的研究生凱利·阿特金森 (Kelley Atkinson) 進行的研究表明，小腦中的炎症和細胞損傷會破壞線粒體功能。這會導致神經損傷和浦肯野細胞喪失。”領導該研究小組的加州大學河濱分校醫學院生物醫學教授 Seema Tiwari-Woodruff 說道。 “我們觀察到，在線粒體耗竭的浦肯野細胞中，線粒體中 COXIV 蛋白顯著丟失。這表明線粒體損傷直接導致細胞死亡和小腦損傷。”

為什麼浦肯野細胞很重要？

步行、伸手或保持平衡等日常運動需要肌肉之間的緊密協調。感覺器官和許多大腦區域 小腦在這個過程中起著重要作用。

“小腦內有一種稱為浦肯野神經元的特殊細胞，”蒂瓦里-伍德拉夫說。 “這些大的、高能量的細胞有助於協調平穩、精確的運動，例如跳舞或扔球。甚至走路。這些細胞對於平衡和精細運動技能至關重要。”

在多發性硬化症和相關神經系統疾病中，小腦損傷常常導致浦肯野細胞逐漸死亡。當這些神經細胞消失時，人們可能會出現共濟失調，這種疾病的特徵是協調性差和運動不穩定。

蒂瓦里-伍德拉夫說：“我們的研究觀察了多發性硬化症患者的腦組織，發現這些神經細胞存在嚴重問題。它們的分支較少。髓鞘質缺失，線粒體出現問題，這意味著它們的能量供應已經失敗。” “因為浦肯野細胞在運動中發揮著重要作用，這些細胞的丟失會導致嚴重的運動問題。了解這些細胞在多發性硬化症中受損的原因可以幫助我們找到更好的治療方法來保護患有該疾病的人的運動和平衡。”

來自 MS 小鼠模型的證據

為了更好地了解這些變化是如何發生的，研究人員還研究了實驗性自身免疫性腦脊髓炎 (EAE)，這是一種出現 MS 樣症狀的小鼠模型。這使得他們能夠隨著疾病的進展跟踪線粒體的變化。

隨著時間的推移，小鼠的浦肯野細胞數量逐漸減少。這反映了人類多發性硬化症的情況。

“剩下的神經元不能正常工作。這是因為產生能量的線粒體開始衰竭，”蒂瓦里-伍德拉夫說。 “我們還發現，髓鞘質在疾病早期就會分解。這些問題——髓鞘質能量損失較少和神經細胞受損——開始得很早，但腦細胞的實際死亡往往會發生得更晚。因為疾病會更加嚴重，腦細胞能量損失似乎是導致多發性硬化症損害的關鍵部分。”

儘管 EAE 模型無法複製 MS 的所有特徵，但其與人類狀況的相似性使其成為研究神經退行性變和測試新療法的強大工具。

以線粒體為目標的治療策略

“我們的研究結果為多發性硬化症中小腦功能障礙的進展提供了重要的見解，”Tiwari-Woodruff 說。 “以線粒體健康為目標可能是延緩或預防神經退行性變並改善多發性硬化症患者生活質量的一種有前途的策略。這項研究使我們更進一步了解多發性硬化症的複雜機制，並針對這種使人衰弱的疾病開發出更有效和更有針對性的治療方法。”

接下來會發生什麼？

研究小組目前正在探索線粒體損傷是否從浦肯野細胞延伸到其他類型的小腦細胞，包括少突膠質細胞。這有助於構建白質和星形膠質細胞，支持整體大腦功能。

“為了回答這個問題。我們正在進行的研究項目之一專注於研究小腦某些腦細胞類型中的線粒體，”蒂瓦里-伍德拉夫說。 “此類研究可能為尋找早期保護大腦的方法打開大門，例如增加腦細胞的能量。幫助它們修復保護性髓​​磷脂塗層。或者在造成太大損害之前平靜免疫系統。這對於平衡和協調能力較弱的多發性硬化症患者尤其重要。這是因為這些症狀與小腦損傷有關。”

持續研究的重要性

蒂瓦里-伍德拉夫強調了醫學研究可持續投資的更廣泛重要性。

“在我們最需要的時候削減科學經費只會減緩進展，”她說。 “公眾對研究的支持比以往任何時候都多。”

這項研究由 Tiwari-Wodruff 和 A​​​​tkinson 聯合 Shane Desfore、Micah Feria、Maria T. Sekyia、Marvelous Osusunde、Sandhadhya Sriram、Saima Nori、Wendy Rincóna 和 Britani Bello 進行。

研究人員分析了繼發性進行性多發性硬化症患者的死後小腦組織。並將其與健康捐贈者的組織進行比較。樣本來自美國國立衛生研究院的 NeuroBioBank 和克利夫蘭診所。

這項研究的資金由國家多發性硬化症協會提供。

這篇研究文章名為“進行性多發性硬化症和慢性 EAE 受損小腦中線粒體活性降低導致浦肯野細胞丟失”。