浦肯野細胞與情緒障礙的驚人發現

維爾茨堡大學(University of Wurzburg)的研究人員首次發現,小腦中浦肯野神經元受到人皰疹病毒(HHV-6)的活躍感染,這會與某些精神疾病有關。他們的論文Active HHV-6 Infection of Cerebellar PurkinjeCells in Mood Disorders最近發表在《微生物學前沿》(The journal Frontiers in Microbiology)雜誌上。

浦肯野細胞與情緒障礙的驚人發現

雙相患者小腦皮質區免疫熒光圖像顯示,浦肯野神經元中的人皰疹病毒(紅色)蛋白。星形膠質細胞是綠色的。Source: TeamPrusty at Universität Würzburg

第一作者維爾茨堡大學病毒學和免疫生物學研究所的Bhupesh Prusty和他在德國的微生物學系團隊與美國斯坦利醫學研究所(SMRI)的同事合作,發現了浦肯野神經元和情緒障礙之間的驚人關係。

幾個世紀以來,大多數專家認為,作為我們大腦-小腦回路的一部分,小腦的浦肯野細胞從“小腦”向大腦皮層提供前饋小腦輸出,它只在日常生活和運動中協調肌肉運動的微調等非認知運動功能中發揮作用。

浦肯野細胞與情緒障礙的驚人發現

由Santiago Ramon y Cajal繪製的鴿浦肯野細胞(A)。 Source: WikipediaCommons/ Instituto Santiago Ramón y Cajal, Madrid,Spain

然而,自21世紀初以來,哈佛醫學院(Harvard Medical School)馬薩諸塞州綜合醫院(MassachusettsGeneral Hospital)的Jeremy Schmahmann及其同事的開創性工作,讓人們越來越認可小腦及其浦肯野神經元也參與了廣泛的非運動功能。

浦肯野細胞與情緒障礙的驚人發現

紅色的小腦(拉丁文“little brain”)。Source:Wikipedia Commons/Life Sciences Databases

浦肯野細胞感染與雙相情緒障礙和重度抑鬱症有關

到目前為止,神經科學家還很難確定大腦中與病毒相關的炎症與情緒障礙之間的聯繫。Prusty和他在德國的研究小組預感到,人類皰疹病毒HHV-6A和HHV-6B可能在某些精神疾病的發生過程中扮演重要角色,比如雙相情感障礙、精神分裂症和重度抑鬱症。為了研究這種可能的聯繫,他們與來自SMRI的兩個最大的人腦活組織檢查隊列合作,後者隸屬於約翰霍普金斯大學斯坦利發育神經病學科。

Bhupesh Prusty在一份聲明中說:“人們早就知道,遺傳因素會增加患多種精神疾病的風險,包括雙相情感障礙、重度抑鬱症和精神分裂症。但也有強有力的證據表明,環境因素,尤其是那些導致早期神經炎症的環境因素,可能在這些疾病的發病機制中也扮演著重要的病因學作用。”病毒就是這樣一個環境因素。在關鍵發育階段,病原體可能會破壞神經發育和與免疫系統的交流。

值得注意的是,在幼年時感染人類皰疹病毒的兒童通常會康復,並在以後的生活中不會出現任何併發症。然而,Prusty等人推測這些病毒可以潛伏在不同的器官,唾液腺和整個中樞神經系統的組織中。在某些環境條件下(尚不清楚),人類皰疹病毒似乎可以再次活躍起來,即使經過多年的潛伏期。

“我們能夠在雙相和重度抑鬱症患者中,發現HHV-6病毒在人類小腦的浦肯野細胞中主動感染,”Prusty在總結這項研究的意義時說。“研究結果首次表明,HHV-6型病毒能夠感染神經元,並可能引起認知障礙,導致情緒障礙。”

有趣的是,研究人員發現HHV-6A感染和浦肯野細胞體積減小之間有很密切關聯。這表明在某些情況下,病毒介導的浦肯野細胞功能異常可能與雙相情感障礙和重度抑鬱有關。利用基因表達技術對小腦腦組織的分析,也揭示了HHV-6A感染的炎症反應。

據研究人員介紹,他們最新的研究發現,浦肯野神經元、活躍的HHV-6和情緒障礙之間可能存在聯繫,這可能會推翻人們普遍認為的“休眠”病毒不會致病的觀點。Prusty和他的研究小組下一階段的研究是,讓維爾茨堡的研究人員查明HHV-6A介導的細胞損傷浦肯野神經元的具體分子機制。


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