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高血压与阿尔茨海默病(老年痴呆症)的關係

April 11, 2018

高血压与阿尔茨海默病(老年痴呆症)的關係

高血压是全球影响范围最广的疾病之一。在人体中,大脑是高血压影响的主要器官之一。众所周知,高血压是中风发生的一个主要诱因。除此之外,高血压也会影响到大脑的认知功能。近年来,人们越发地意识到高血压和阿尔茨海默病之间的密切联系。
最近,位于纽约的费尔家族大脑与思维研究所(Feil Family Brain and Mind Research Institute)的研究人员在《the Journal of Clinical Investigation》上发表文章,揭示了高血压影响大脑中的神经血管调节和认知机能的机理,发现了血管周巨噬细胞(perivascular macrophage, PVM)在这一过程中的关键作用。

文章通讯作者 Costantino Ladecola教授 

脑血管系统的健康对于大脑至关重要。大脑内没有能量储备,必需依赖血液循环系统时刻保证能量供应。当大脑活动增加时,神经元、神经胶质细胞、血管壁细胞等构成的神经血管单元,会通过神经血管耦合机制增加脑血管流量,以满足大脑升高的代谢需要;同时,血管内皮细胞调节着血脑屏障的通透性,并控制血管活性物质的释放,以调节局部脑血流量。上述神经血管调节机制对于维持脑部微环境的内稳态至关重要。

然而,当高血压发生时,上述调节机制便会出现异常,从而可能导致脑细胞受损。血管紧张素II(ANGII)是一种可升高血压的血管活性物质,与高血压的发生密切相关,因此也成为了高血压的治疗靶点之一。之前研究已显示,在小鼠中长时间(14天)灌注ANGII可造成血压的缓慢增加(以模拟高血压的情形),并造成脑部神经血管调节机制失常,而后者则可能会影响到大脑认知功能。

脑血管横截面电镜切片顯示血管周巨噬细胞

(图片来源: 《the Journal of Clinical Investigation》 )


研究者发现,血管周巨噬细胞在上述机能改变中发挥有重要作用,是ANGII引起神经血管调节机制失常所必需的。当小鼠被长时间灌注ANGII后,ANGII可穿过血脑屏障,进入血管周围空间。这时,ANGII可结合血管周巨噬细胞表面的ANGII一型受体(AT1R),使后者可激活NOX2型NADPH氧化酶,进而催化产生活性氧自由基(ROS),造成已知可损害脑部神经血管调节机制的氧化胁迫。相比之下,短时间的快速灌注无法使ANGII穿过血脑屏障。

NADPH氧化酶催化生成ROS (图片来源:wikiwand)
 
为了更好地模拟人类高血压的情形,研究者采用了慢性高血压小鼠模型株BPH/2J进行实验,这类小鼠具有明显的脑部神经血管调节机制异常和认知功能障碍。结果显示,当血管周巨噬细胞被氯膦酸盐(clodronate)清除、其AT1R被阻断或ROS被清除后,神经血管调节机制的异常会显著减轻;血管周巨噬细胞的清除更是会显著改善小鼠的认知功能。

ANGII对神经血管调节的影响

(图片来源:《the Journal of Clinical Investigation》)

这一研究显示,血管周巨噬细胞在高血压的情形下可发生造成氧化胁迫的炎症反应,引起脑部神经血管调节机制和大脑认知功能的异常,并提示了血管周巨噬细胞作为药物靶点的潜质,有望用于减轻大脑机能因高血压而受到的损害。

参考资料:

[1] Perivascular macrophages mediate the neurovascular and cognitive dysfunction associated with hypertension

[2] NADPH oxidase: Wikipedia

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