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科学观察, 2018, 13(3): 1-8 doi: 10.15978/j.cnki.1673-5668.201803001

研究论文

神经退行性疾病领域国际研发态势分析

苏燕, 李祯祺, 周琳颖, 徐萍,*

中国科学院上海生命科学研究院 上海 200031

International Development Trend of Neurodegenerative Diseases

Su Yan, Li Zhenqi, Zhou Linying, Xu Ping,*

Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200031, China

通讯作者: * E-mail: xuping@sibs.ac.cn

Corresponding authors: * E-mail: xuping@sibs.ac.cn

Online: 2018-06-15

摘要

神经退行性疾病是慢性高发疾病,严重威胁人类健康和生活质量,相关研究引发全球高度关注。该文基于Web of Science数据库收录的论文和Cortellis数据库收录的药物研发数据,利用文献计量学方法以定量数据反映全球神经退行性疾病基础研究的规模、主要国家/机构的科研水平以及相关研究热点,利用药物研发数据呈现转化研究和产业发展态势,为中国在该领域的发展提供参考。

关键词: 神经退行性疾病 ; 文献计量 ; 药物研发 ; 建议

Abstract

Neurodegenerative diseases are chronic diseases with high incidence, which threaten seriously health and quality of life. Thus, neurodegenerative diseases research is highly concerned around the world. Based on the papers collected in the Web of Science database and the drug development data collected in the Cortellis database, this paper intends to reveal the international development trends from basic research to translational research to industry. Using bibliometrics methods, the paper assesses the research scale, research level of major countries and institutes, as well as the research focus in the field of neurodegenerative diseases. The translational and industrial development is analyzed by the drug development data. Some suggestions were put forward so as to provide reference for the development of neurodegenerative diseases research in China.

Keywords: neurodegenerative diseases ; bibliometrics ; drug development ; suggestion

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苏燕, 李祯祺, 周琳颖, 徐萍. 神经退行性疾病领域国际研发态势分析[J]. 科学观察, 2018, 13(3): 1-8 doi:10.15978/j.cnki.1673-5668.201803001

Su Yan, Li Zhenqi, Zhou Linying, Xu Ping International Development Trend of Neurodegenerative Diseases[J]. SCIENCE FOCUS, 2018, 13(3): 1-8 doi:10.15978/j.cnki.1673-5668.201803001

1 引言

神经退行性疾病是大脑和脊髓神经元丧失的疾病状态,包括Tau蛋白疾病(主要是阿尔茨海默病)、帕金森病、神经系统遗传变性疾病(主要是亨廷顿病)、运动神经元疾病(肌萎缩性脊髓侧索硬化症、进行性延髓麻痹和脊髓性肌萎缩症)等11大类。神经退行性疾病是慢性高发疾病,严重威胁人类健康和生活质量。随着老龄化的加剧,神经退行性疾病患病人数逐年上升。阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)已成为全球第七大死因,2015年全球约有150万人因该疾病死亡。目前神经退行性疾病的发病机制尚未明晰,治疗药物很少,且仅能缓解症状,无法逆转或阻止神经元的丧失。因此开展神经退行性疾病研究,探索疾病发生发展机制,寻找有效的早期诊断、预防和治疗途径具有重要现实意义。

从文献和药物研发两个角度分析神经退行性疾病领域国际研发态势。文献分析部分采用Web of Science数据库,利用医学主题词表(Medical Subject Headings, MeSH)构建检索策略,检索神经退行性疾病相关论文,检索日期为2018年1月25日,文献类型选择Article和Review。其中的AD领域热点分析部分利用CiteSpace软件进行文本聚类,可视化分析该领域的研究热点。药物研发分析部分利用Cortellis数据库,检索神经退行性疾病相关药物,检索日期为2018年1月25日。

2 数据来源与分析方法

从文献和药物研发两个角度分析神经退行性疾病领域国际研发态势。文献分析部分采用Web of Science数据库,利用医学主题词表(Medical Subject Headings, MeSH)构建检索策略,检索神经退行性疾病相关论文,检索日期为2018年1月25日,文献类型选择Article和Review。其中的AD领域热点分析部分利用CiteSpace软件进行文本聚类,可视化分析该领域的研究热点。药物研发分析部分利用Cortellis数据库,检索神经退行性疾病相关药物,检索日期为2018年1月25日。

3 基于文献角度的分析

综观神经退行性疾病研究历程,神经科学与免疫学、遗传学、物理学、信息科学等其他学科的日渐渗透融合,以及成像技术、组学技术、光遗传学技术、干细胞技术等生物技术的诞生和发展,为神经退行性疾病研究进程的推进提供了核心驱动力。近年来,国际对神经退行性疾病领域研发日益重视,美国、英国、法国、欧盟等国家/地区相继启动了神经退行性疾病领域的国家战略计划,投入不断增加。2008–2017年,全球神经退行性疾病研究论文数量不断攀升,2017年达到19 555篇,年复合增长率为5.51%(图1)。与2008年相比,2017年的发文数量增长了62.08%。

图1

图1   2008–2017年神经退行性疾病研究论文年度数量分布


通过对各类神经退行性疾病研究论文的统计(图2)发现,以阿尔茨海默病为代表的Tau蛋白疾病是该领域的研究焦点,论文数量达65 845篇。帕金森病、神经系统遗传变性疾病、TDP-43蛋白疾病和运动神经元疾病等领域也备受关注,发文数量分别达到42 719篇、26 387篇、19 891篇和17 335篇。

图2

图2   2008–2017年各类神经退行性疾病研究论文数量分布(单位:篇)


对排名前5位的神经退行性疾病的年度发文量(图3)进行分析,可以看出Tau蛋白疾病研究在近年来受到人们关注,发展迅速;帕金森病、神经系统遗传变性疾病、TDP-43蛋白疾病和运动神经元疾病方面的研究基本呈平稳上升趋势。

图3

图3   2008–2017年各类神经退行性疾病研究论文年度发展趋势


3.1 国家研究态势

由于美国在神经退行性疾病领域的研究起步较早,且资助力度很大,因此占据领军地位,论文产出远超其他各国(表1)。2017年中国论文产出数量位居世界第2位,约为美国同期的42%。英国、德国和意大利分列第3至5位。近年来,中国在神经退行性疾病研究上发展迅猛,近10年论文数量的年复合增长率高达20.01%。

表1   神经退行性疾病研究2017年论文数量排名前10国家的论文数量及年复合增长率

排名 国家 论文数量/篇 2008-2017
年复合增长率
1 美国 6586 3.42%
2 中国 2798 20.01%
3 英国 1876 6.68%
4 德国 1681 5.25%
5 意大利 1623 6.17%
6 加拿大 1117 6.38%
7 日本 1095 2.50%
8 法国 1058 3.93%
9 西班牙 974 7.31%
10 澳大利亚 859 9.26%

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3.2 机构研究态势

从2017年机构论文数量来看(表2),以哈佛大学为首的美国研究机构仍保持其领军地位,中国机构尚未进入神经退行性疾病国际领先研究机构的行列。中国科学院、上海交通大学和首都医科大学位列中国机构排名前3位。

表2   神经退行性疾病研究2017年论文数量排名全球前10机构及中国前10机构

全球排名 机构 2017年论文数量/篇 中国排名 机构 2017年论文数量/篇
1 哈佛大学 459 1 中国科学院 182
2 伦敦大学学院 364 2 上海交通大学 152
3 宾夕法尼亚大学 296 3 首都医科大学 138
4 加州大学旧金山分校 279 4 复旦大学 96
5 多伦多大学 272 5 浙江大学 93
6 卡罗琳斯卡医学院 263 6 北京大学 91
7 梅约诊所 262 7 华中科技大学 87
8 伦敦国王学院 259 8 中山大学 86
9 约翰霍普金斯大学 250 9 中国医学科学院 81
10 剑桥大学 230 10 南京医科大学 79

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3.3 阿尔茨海默病领域热点分析

阿尔茨海默病是最常见的神经退行性疾病,也是全球神经退行性疾病相关研发计划中最受关注的疾病。通过对近10年阿尔茨海默病研究论文进行文本聚类发现,与早期诊断和靶向治疗密切相关的生物标志物是该领域的研究热点(图4)。在AD的发病机制上,β-淀粉样蛋白作为AD主要生物标志物,长期以来都是AD研究的焦点。痴呆症状的出现,意味着AD患者已进入晚期。在临床前期进行早期预警,并及时展开治疗,是控制AD 发生、发展的重要途径。而AD早期生物标志物的寻找和临床应用是诊断AD、发现“临床前期”AD患者以及进行疗效评估的重要手段。因此,以适宜路径和技术筛查可用于AD早期诊断和靶向治疗的生物标志物具有十分重要的意义,引发了全球科研人员的广泛关注。2011年,美国国家老龄化研究所(National Institute on Aging)和美国阿尔茨海默病协会(Alzheimer's Association)牵头的国际工作组发布了新版AD诊断标准,将生物标志物引入了AD 的诊断,并对如何使用生物标志物增加AD临床诊断的可靠性进行了说明。

图4

图4   阿尔茨海默病文献共引聚类

注:圆点代表关键词,原点越大代表词频越高。连线代表词汇的共现。色块和红字为Citespace根据引用关系聚类而成的主题。


测序技术的进步使得针对大规模DNA样本进行全基因组高密度遗传标记分型,进而寻找与疾病相关的遗传因素成为可能。全基因组关联分析(genome-wide association study,GWAS)成为当前阿尔茨海默病研究的另一热点。目前全球已开展了大量针对神经退行性疾病的GWAS研究,发现了众多风险基因[1]。通过深入分析这些看似分散和不相关的风险基因,有望进一步揭示神经退行性疾病的发生发展机制,为药物开发提供指导。

如今全球已发现大量的神经退行性疾病生物标志物,并已在一定程度上阐述了其发生发展机理,包括氧化应激、线粒体功能障碍、遗传等。神经科学与其他学科的交叉融合催生了神经退行性疾病研究的新方向,神经退行性疾病与免疫[2,3,4]、微生物[5,6]等的联系成为新的研发热点。与此同时,神经退行性疾病的传播机制也不断被发现[7,8],引发了全球的广泛关注。

近年来,一些新型疗法展现出潜力,为神经退行性疾病治疗带来新的希望。美国加利福尼亚大学、韩国生物技术公司Nature Cell等机构都正在开展干细胞治疗神经退行性疾病的临床试验。美国麻省理工学院利用特定频率闪烁的LED灯激发 γ 脑电波,大大减少了阿尔茨海默病模型小鼠视觉皮层中的 β-淀粉样蛋白斑[9]。英国帝国理工学院的研究人员利用病毒将PGC1-α基因导入小鼠,从而成功抑制小鼠患阿尔茨海默病[10]

4 基于药物研发角度的分析

随着人口老龄化加剧,神经退行性疾病药物市场需求快速增长,产业规模日益扩大。据GlobalData估计,2013年全球阿尔茨海默病治疗市场总值约为49亿美元,预计到2023年将达到133亿美元,年复合增长率为10.50%。目前全球神经退行性疾病药物研发仍处于初步探索阶段,截至2018年1月,Cortellis数据库共收录神经退行性疾病药物1 614个(含上市、注册、注册前、临床研究、药物发现、终止或中止研究等所有研发状态),其中已上市药物仅98个,已注册药物50个,注册前28个,处于临床Ⅰ期、临床Ⅱ期、临床Ⅲ期研究的药物数量分别为217个、222个和95个(图5)。

图5

图5   各研发阶段神经退行性疾病药物数量


4.1 国际药物研发态势

1993年,美国FDA批准首个阿尔茨海默病药物他克林上市,掀起了神经退行性疾病药物研发热潮,上市新药日渐增多,特别是针对乙酰胆碱酯酶的药物,目前已有多个产品上市。2016年,全球销售额前5位的神经退行性疾病药物包括盐酸美金刚、盐酸多奈哌齐、雷沙吉兰、利斯的明以及罗替高汀,这几种药均为化学小分子药物(表3)。其中盐酸美金刚2016年销售额高达11.1亿美元,是唯一针对N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)的药物,也是全球最畅销的神经退行性疾病药物。受限于目前对神经退行性疾病的理解和认知,企业研发整体面临高投入、高失败率的现状。Alzheimer's Research & Therapy 杂志 2014年的研究报道显示:2002–2012年之间,全球413个阿尔茨海默疾病的临床试验,99%以失败告终[11]。辉瑞及强生的 bapineuzumab 以及礼来公司的 Solanezumab 等抗 Aβ单克隆抗体药物的 III 期临床试验均以失败告终。

表3   全球销售额前5位的神经退行性疾病药物

药物名称 原研机构 活跃机构* 技术描述 适应症 效用 2016年销售额/亿美元
盐酸美金刚 德国梅尔兹公司 美国艾尔建公司、日本第一三共制药公司、丹麦伦贝克公司、德国梅尔茨制药 小分子 阿尔茨海默病 NMDA受体拮抗剂 11.1
盐酸多奈哌齐 日本卫材公司 日本大熊制药公司;美国辉瑞公司;美国惠氏公司 小分子 阿尔茨海默病 乙酰胆碱酯酶抑制剂 4.8
雷沙吉兰 以色列梯瓦制药工业有限公司 丹麦伦贝克公司、日本武田制药公司 小分子 帕金森病 B型单胺氧化酶抑制剂 4.6
利斯的明 瑞士诺华公司 瑞士诺华公司 小分子 阿尔茨海默病 乙酰胆碱酯酶抑制剂 4.4
罗替高汀 美国Aderis制药公司 英国新桥制药公司、日本大冢制药公司、比利时优时比制药公司 小分子 帕金森病 5-HT受体激动剂; 肾上腺素能受体激动剂; 多巴胺受体激动剂 4.4

* 活跃机构指除原研机构外,针对该药物进行临床试验或将该药物注册上市的机构。

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除化学药外,生物药也是当前神经退行疾病药物研发的重要方向。美国百健公司(Biogen)在该领域的生物药研发方面走在全球前列。2014年,其中枢神经系统药物销售额为80.07亿美元,居全球第2位。多发性硬化症药物是该公司的核心产品,包括Avonex、Tysabri、Tecfidera等。近年来,百健凭借其在免疫和神经领域的双重优势,逐步开展神经退行性疾病抗体药物的开发。目前百健针对神经退行性疾病的在研药物共6个,其中阿尔茨海默病药物3个、帕金森病药物1个、运动神经元疾病药物2个(表4)。

表4   美国百健公司神经退行性疾病药物研发管线

适应症 药物名称 研发阶段 技术描述 效用
阿尔茨海默病 BAN-2401 临床Ⅱ期 生物制剂;单克隆抗体 β-淀粉样蛋白拮抗剂
E-2609 临床Ⅱ期 小分子 β-淀粉样蛋白合成抑制剂;β-分泌酶1抑制剂
aducanumab 临床Ⅲ期 生物制剂;单克隆抗体 β-淀粉样蛋白拮抗剂
帕金森病 BIIB-054 临床Ⅰ期 生物制剂;单克隆抗体 突触核蛋白α抑制剂
运动神经元疾病 dapirolizumab pegol 临床Ⅰ期 生物制剂;抗体片段 CD40配体抑制剂
IONIS-SOD1 临床Ⅱ期 生物制剂;反义寡核苷酸 SOD1基因的抑制剂

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4.2 国内药物研发态势

我国已上市的神经退行性疾病药物有两个,即中国科学院上海药物研究所研发的阿尔茨海默病药物石杉碱甲和哈尔滨三联药业有限公司研发的脑蛋白水解物(表5)。

表5   中国已上市的神经退行性疾病药物

原研机构/活跃机构 药物名称 适应症 技术描述 效用
中国科学院上海药物研究所 石杉碱甲 阿尔茨海默病 小分子;
天然产品
乙酰胆碱酯
酶抑制剂
哈尔滨三联药业有限公司 脑蛋白水解物 阿尔茨海默病;
创伤性脑损伤
生物制剂 未指明

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我国的绿叶制药有限公司、浙江海正药业有限公司、上海绿谷制药有限公司等正在进行神经退行性疾病药物的临床研究,主要是仿制药和天然产物的研究,相较全球先进水平,我国神经退行性疾病药物产品开发创新力不足(表6)。

表6   中国企业药物研发情况

原研机构/活跃机构 药物名称 适应症 技术描述 效用 研发阶段
绿叶制药有限公司 罗替高汀(注射用缓释微球) 帕金森病 小分子 5-HT受体激动剂;肾上腺素受体激动剂;多巴胺D1受体激动剂等 临床Ⅰ期
浙江海正药业有限公司 AD-35 阿尔茨海默病 小分子 未指明 临床Ⅰ期
上海绿谷制药有限公司 HSH-971 阿尔茨海默病 小分子;
天然产品
β-淀粉样蛋白拮抗剂 临床Ⅲ期
长春华洋高科技有限公司 琥珀八氢吖啶 阿尔茨海默病 小分子 胆碱酯酶抑制剂 临床Ⅱ期
绿叶制药有限公司 石杉碱甲(缓释微球) 阿尔茨海默病、健忘症 小分子 乙酰胆碱酯酶抑制剂 临床Ⅲ期
中国科学院昆明植物研究所 芬克罗酮 阿尔茨海默病、健忘症 小分子 钙通道阻滞剂;甘氨酸受体拮抗剂 临床Ⅰ期
中国医学科学院北京协和医学院、石药集团中奇制药技术(石家庄)有限公司 乔松素 阿尔茨海默病、缺血性中风 小分子;
天然产品
未指明 临床Ⅱ期
中国医学科学院北京协和医学院 黄芩素 帕金森病 小分子;
天然产品
未指明 临床Ⅰ期
复旦大学 苯磷硫胺 阿尔茨海默病 小分子 β-淀粉样蛋白合成抑制剂;糖原合酶激酶调节剂 临床Ⅰ期

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5 建议

加强战略部署,设立专项计划。近年来,美国、英国、法国、日本等从国家层面对神经退行性领域的发展进行了战略部署,开展持续性的研究计划,而中国目前尚未针对神经退行性疾病正式出台国家级的战略与研究计划。通过顶层设计与整体布局,加快神经退行性疾病研发的基础设施和关键技术平台建设,大力支持研究和临床人才培养,促进产学研协作交流,是推进中国神经退行性疾病研究与转化发展的必然需求。

立足基础研究,推进转化医学。整体上看,中国神经退行性疾病基础研究水平处于相对落后状态,直接阻碍了后期药物和疗法的开发。大力支持神经退行性疾病基础研究,围绕疾病发生机制,寻找贯穿神经退行性疾病基础研究、早期诊断和药物的关键元素——生物标志物,同时推进成果转化是加快中国神经退行性疾病研究发展的必由之路。

把握领域脉搏,布局领域关键点。面对神经退行性疾病的复杂性,传统的单维度、单因素分割式研究难以揭示疾病发生、发展机制的全貌,开展多维度和系统性研究将成为未来研发的主要趋势。发展神经退行性疾病研究,应以神经科学为基础,联系免疫学、遗传学密切关联的学科领域,扎实推进神经退行性疾病基础研究,积极从化学、物理学、数学、计算科学等非生命科学角度探寻突破口,发挥天然产物类药物研发优势,多维度、系统性把握神经退行性疾病发生发展机制,重点聚焦生物标志物、致病基因、成像技术等关键点。

The authors have declared that no competing interests exist.
作者已声明无竞争性利益关系。

参考文献

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Since the 1990s, the genetics of Alzheimer disease (AD) has been an active area of research. The identification of deterministic mutations in the APP, PSEN1, and PSEN2 genes responsible for early-onset autosomal dominant familial forms of AD led to a better understanding of the pathophysiology of this disease. In the past decade, the plethora of candidate genes and regions emerging from genetic linkage and smaller-scale association studies yielded intriguing 'hits' that have often proven difficult to replicate consistently. In the last two years, 11 published genome-wide association studies (GWASs) in AD confirmed the universally accepted role of APOE as a genetic risk factor for late-onset AD as well as generating additional candidate genes that require confirmation. It is unclear whether GWASs, though a promising novel approach in the genetics of complex diseases, can help explain most of the underlying genetic risk for AD. This review provides a brief summary of the genetic studies in AD preceding the GWAS era, with the main focus on the findings from recent GWASs. Potential approaches that could provide further insight into the genetics of AD in the post-GWAS era are also discussed.

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Inflammation within the CNS is a major component of many neurodegenerative diseases. A characteristic feature is the generation of microglia-derived factors that play an essential role in the immune response. IL-1β is a pro-inflammatory cytokine released by activated microglia, able to exacerbate injury at elevated levels. In the presence of caspase-1, pro-IL-1β is cleaved to the mature... [Show full abstract]

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Rare coding variants in PLCG2, ABI3, and TREM2 implicate microglial-mediated innate immunity in Alzheimer's disease

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Abstract We identified rare coding variants associated with Alzheimer's disease in a three-stage case-control study of 85,133 subjects. In stage 1, we genotyped 34,174 samples using a whole-exome microarray. In stage 2, we tested associated variants (P < 1 0103 10 -4 ) in 35,962 independent samples using de novo genotyping and imputed genotypes. In stage 3, we used an additional 14,997 samples to test the most significant stage 2 associations (P < 5 0103 10 -8 ) using imputed genotypes. We observed three new genome-wide significant nonsynonymous variants associated with Alzheimer's disease: a protective variant in PLCG2 (rs72824905: p.Pro522Arg, P = 5.38 0103 10 -10 , odds ratio (OR) = 0.68, minor allele frequency (MAF) cases = 0.0059, MAF controls = 0.0093), a risk variant in ABI3 (rs616338: p.Ser209Phe, P = 4.56 0103 10 -10 , OR = 1.43, MAF cases = 0.011, MAF controls = 0.008), and a new genome-wide significant variant in TREM2 (rs143332484: p.Arg62His, P = 1.55 0103 10 -14 , OR = 1.67, MAF cases = 0.0143, MAF controls = 0.0089), a known susceptibility gene for Alzheimer's disease. These protein-altering changes are in genes highly expressed in microglia and highlight an immune-related protein-protein interaction network enriched for previously identified risk genes in Alzheimer's disease. These genetic findings provide additional evidence that the microglia-mediated innate immune response contributes directly to the development of Alzheimer's disease.

Minter MR, Zhang C, Leone V , et al.

Antibiotic-induced perturbations in gut microbial diversity influences neuro-inflammation and amyloidosis in a murine model of Alzheimer’s disease

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Severe amyloidosis and plaque-localized neuro-inflammation are key pathological features of Alzheimer’s disease (AD). In addition to astrocyte and microglial reactivity, emerging evidence suggests a role of gut microbiota in regulating innate immunity and influencing brain function. Here, we examine the role of the host microbiome in regulating amyloidosis in the APPSWE/PS1ΔE9mouse model of AD. We show that prolonged shifts in gut microbial composition and diversity induced by long-term broad-spectrum combinatorial antibiotic treatment regime decreases Aβ plaque deposition. We also show that levels of soluble Aβ are elevated and that levels of circulating cytokine and chemokine signatures are altered in this setting. Finally, we observe attenuated plaque-localised glial reactivity in these mice and significantly altered microglial morphology. These findings suggest the gut microbiota community diversity can regulate host innate immunity mechanisms that impact Aβ amyloidosis.

Cekanaviciute E, Yoo BB, Runia TF , et al.

Gut bacteria from multiple sclerosis patients modulate human T cells and exacerbate symptoms in mouse models

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The gut microbiota regulates T cell functions throughout the body. We hypothesized that intestinal bacteria impact the pathogenesis of multiple sclerosis (MS), an autoimmune disorder of the CNS and thus analyzed the microbiomes of 71 MS patients not undergoing treatment and 71 healthy controls. Although no major shifts in microbial community structure were found, we identified specific bacterial taxa that were significantly associated with MS. Akkermansia muciniphila and Acinetobacter calcoaceticus, both increased in MS patients, induced proinflammatory responses in human peripheral blood mononuclear cells and in monocolonized mice. In contrast, Parabacteroides distasonis, which was reduced in MS patients, stimulated antiinflammatory IL-10–expressing human CD4+CD25+ T cells and IL-10+FoxP3+ Tregs in mice. Finally, microbiota transplants from MS patients into germ-free mice resulted in more severe symptoms of experimental autoimmune encephalomyelitis and reduced proportions of IL-10+ Tregs compared with mice “humanized” with microbiota from healthy controls. This study identifies specific human gut bacteria that regulate adaptive autoimmune responses, suggesting therapeutic targeting of the microbiota as a treatment for MS.

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Changes in gamma oscillations (20-50 Hz) have been observed in several neurological disorders. However, the relationship between gamma oscillations and cellular pathologies is unclear. Here we show reduced, behaviourally driven gamma oscillations before the onset of plaque formation or cognitive decline in a mouse model of Alzheimer's disease. Optogenetically driving fast-spiking parvalbumin-positive (FS-PV)-interneurons at gamma (40 Hz), but not other frequencies, reduces levels of amyloid-β (Aβ)[subscript 1-40] and Aβ [subscript 1-42] isoforms. Gene expression profiling revealed induction of genes associated with morphological transformation of microglia, and histological analysis confirmed increased microglia co-localization with Aβ. Subsequently, we designed a non-invasive 40 Hz light-flickering regime that reduced Aβ[subscript 1-40] and Aβ[subscript 1-42] levels in the visual cortex of pre-depositing mice and mitigated plaque load in aged, depositing mice. Our findings uncover a previously unappreciated function of gamma rhythms in recruiting both neuronal and glial responses to attenuate Alzheimer's-disease-associated pathology.

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