对超过160万个来自老年个体的脑细胞进行的综合分析揭示了阿尔茨海默病初期发生的细胞变化。这一发现可能会导致新的策略，以预防这种在老年人中普遍存在的痴呆形式。
这项研究还发现了一组额外的细胞，它们引导衰老的大脑走向不同的路径，这条路径不会导致阿尔茨海默病。
哥伦比亚大学神经学家菲利普·德·亚杰和哥伦比亚大学法格洛斯医学院的助理教授维拉斯·梅农，以及来自耶路撒冷希伯来大学的娜奥米·哈比布共同领导了这项研究。德·亚杰表示：“我们的研究强调阿尔茨海默病是一种多细胞疾病，由各种细胞之间的相互作用驱动，而不仅仅是由于某一类功能失调的细胞。”
“可能需要调整这些细胞群体以维持认知功能，我们的发现指出在阿尔茨海默病进程中可能干预的时间点。”
分析来自160万个脑细胞的数据
这项研究代表了一项重大的技术成就，巧妙地整合了尖端分子技术、机器学习方法以及来自老年人的大量捐赠脑组织。
先前分析阿尔茨海默病患者脑样本的研究揭示了与该疾病相关的分子的见解，但它们未提供在漫长的阿尔茨海默病进程中哪些特定基因是活跃的或每个阶段涉及哪些细胞的全面细节。
德·亚杰评论说：“早期研究是作为整体检视脑样本的，导致所有细胞特征的丧失。我们现在拥有的工具使我们能够在单个细胞的层面上以显著的细节研究大脑。再加上有关捐赠者在去世前的认知状态的详细信息，我们能够从疾病的早期阶段构建脑衰老的轨迹。”
新分析利用了来自芝加哥拉什大学的宗教团体研究和记忆与衰老项目的400多个脑样本。
研究人员从每个大脑的受阿尔茨海默病和衰老影响的脑区提取了数千个细胞。每个细胞接受了一种称为单细胞RNA测序的程序，这提供了有关细胞活动和活跃基因的见解。
然后，由梅农和哈比布设计的算法和机器学习技术被用于分析来自全部160万细胞的数据，以识别样本中存在的细胞类型及其相互作用。
梅农表示：“这些方法使我们能够发现新的视角，探索可能导致大脑功能和认知衰退变化的分子序列。这一成就的实现，完全得益于我们收集到的大量脑捐赠者和细胞数据。”
区分衰老与阿尔茨海默病
来自不同疾病阶段个体的大脑样本的多样性使研究人员能够解决阿尔茨海默病研究中的一项重大挑战：确定与阿尔茨海默病相关的细胞变化顺序，并将其与正常脑衰老相关的变化区分开来。
德·亚杰提出，两种不同类型的微胶质细胞——大脑的免疫细胞——启动了阿尔茨海默病特征的淀粉样蛋白和tau蛋白的积累。
一旦这些病理成分已经发展，另一组称为星形胶质细胞的细胞在改变大脑电连接方面发挥了至关重要的作用，从而导致认知衰退。这些细胞相互之间进行互动，并招募其他细胞类型，导致正常大脑功能的重要中断。
德·亚杰对这些新见解表示兴奋，称：“它们可以为阿尔茨海默病和与年龄相关的大脑变化的发展提供创新治疗的指导。”他补充道：“通过理解个体细胞如何影响疾病的各个阶段，我们可以识别出最有效的方法来减少这些病理细胞群体的不利活动，使脑细胞恢复到更健康的状态。”
