日本国立研究开发法人量子科学技术研究开发机构（QST）量子医科学研究所脑功能成像研究中心的堀祐树研究员、远藤浩信主干研究员、平林敏行高级研究员等人组成的研究团队，阐明了以tau蛋白病变为特征的神经退行性疑难病——进行性核上性麻痹（PSP）中，tau蛋白异常聚集引发认知症状的机制。研究发现，异常聚集会通过神经回路对远端脑区造成损害。该机制被认为是阿尔茨海默病等神经退行性疾病共通的机制，有望应用于新的治疗策略。相关研究成果已发表在《Science Advances》的7月10日刊上。
图1．针对不同疾病和症状的不同网络障碍的识别，以及靶向该网络的新治疗策略（供图：QST）
已知tau蛋白在阿尔茨海默病等许多神经退行性疾病的脑内发生聚集和沉积（异常聚集），进而引起神经细胞功能障碍和细胞死亡。具有这一特征的神经退行性疾病统称为tau蛋白病。进行性核上性麻痹（PSP）属于其中一种，其tau蛋白异常聚集主要发生在掌管运动功能的脑深部（皮层下），但患者同时会伴随认知功能持续衰退。
PSP中tau蛋白异常聚集发生的区域存在个体差异，并不一定发生在与认知功能相关的皮层下区域。然而，PSP中普遍出现认知障碍的原因此前一直未能阐明。
此前，研究团队已成功开发出能够高灵敏度可视化tau蛋白异常聚集的探针。
因此，本次研究团队将研究重点放在了遍布全脑的神经回路。探讨了异常聚集是否会通过远端方式影响共同的脑区、从而引发认知障碍的可能性。
阿尔茨海默病与PSP不同，不仅涉及tau蛋白，还涉及淀粉样β蛋白等多种异常蛋白，因此认为PSP可用于研究tau蛋白单独的影响。
研究首先招募37名中度症状PSP患者配合试验，运用自研探针对每名患者的tau蛋白沉积区域进行可视化与定位，同时采用MRI评估脑萎缩情况。
随后，利用公开的健康人fMRI图像中显示脑连接的大规模连接组数据库（CONNECTOME），计算出患者异常聚集在功能上与哪些皮层下区域相连的模式，并对所得各患者数据开展比较与对照分析。
结果表明，尽管每位患者的tau蛋白异常聚集区域各不相同，但存在一组经由神经网络共同受到影响的脑区（远端核心区域）。与以往报道一致，受试患者的异常聚集病灶均出现在调控运动功能的大脑深部，大脑皮层未见明显蓄积，并且在该阶段也未观察到明显萎缩。
研究团队将远端核心区域所构成的、包括前额叶、前扣带回、前岛叶、顶叶在内的广泛大脑皮层区域命名为“PSP-tau网络”。该区域与被称为执行功能的、对目标导向行为的切换、抑制、注意力维持等功能至关重要的脑网络相重叠。
研究团队进一步调查了该网络与临床症状的关联。
结果发现，皮层下区域tau蛋白的蓄积量与眼球运动障碍程度（运动症状）相关，但与认知功能（MMSE评分）和执行功能（FAB评分）的障碍无关。
另一方面，每位患者异常聚集部位与该网络的连接强度与额叶型认知障碍存在显著相关。由此表明，PSP的认知症状是由tau蛋白异常聚集部位经由神经回路远端引发的。
研究成果有望推动个体化医疗
堀祐树研究员表示：“痴呆症及神经退行性疾病患者常会同时出现多种不同症状。我们认为，采用本研究这类分析方法，不仅能够厘清PSP，还可以阐明阿尔茨海默病等各类神经退行性疾病与其临床症状之间的对应关系。未来，有可能以识别出的网络为靶标，通过超声或磁刺激等方式改善认知症状。后续我们计划针对不同疾病和症状分别识别网络，并以此为基础开发个体化治疗方案。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
期刊：Science Advances
论文：Remote Network for Cognitive Symptoms Derived from Tau Accumulation in Progressive Supranuclear Palsy
DOI：doi.org/10.1126/sciadv.aed0348
