大脑作为人类智慧的担当,负责人体对一切运动、思维、决策和感觉的调控。
近150年里,人类在脑与神经系统的研究上取得了重要进展:在16世纪意大利解剖学家Vesalius奠定的基础上, 19-20世纪明确了脑的基本结构,卡哈尔确定了神经系统的基本单元是神经元,提出其突起特别是神经纤维的作用。在18世纪意大利伽瓦尼发现神经和肌肉的电现象后,德国科学家发现了动作电位、检测了动作电位的传导速度。20世纪,生理学家揭示了动作电位的离子基础及导规律;神经药理家发现了神经递质分子;生物化学家和遗传学家揭示了动作电位导致神经递质释放的原理。在这些基础上,治疗帕金森病、精神疾病等脑与神经相关疾病的药物才得以发明。
据世界卫生组织统计,脑与神经相关疾病甚至超过心血管疾病与癌症,造成了沉重的社会负担。以阿尔茨海默病为例,根据World Alzheimer Report的统计数据,早在2015 年全球阿尔茨海默患者人数就有4680 万,全球新增患者 990 万人,这意味着平均每 3 秒钟就有一例新增病例,预计 2030 年增长至7470 万,到 2050 年时,这个数字将会达到 1.3 亿。
充分认识到脑科学研究的重要性,全球目前共建立了七大“脑计划”,分别在美国、欧盟、日本、加拿大、澳大利亚、韩国、中国推出。美国率先在2013年启动“脑计划”,旨在为研究人员提供治疗各种脑疾病(包括阿尔茨海默氏症、精神分裂症、自闭症、癫痫和创伤性脑损伤)所需的知识和工具。这一计划在2022年将迈入2.0时代,最终目的是产生对脑功能障碍的认识,帮助研究人员找到治疗、治愈甚至防止老年痴呆症、创伤性脑损伤等脑部疾病的新方法。
2021年9月,科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目 2021年度项目申报指南正式发布,拉开了中国脑计划的序幕。中国脑计划可以概括为“一体两翼”:以研究脑认知的神经原理为“主体”,以研发脑重大疾病诊治新手段和脑机智能新技术为“两翼”。
ACROBiosystems作为专注于生物药开发过程的蛋白技术、产品和服务的全球化品牌,特推出聚焦脑科学研究的产品线——AneuRO,为脑科学研究领域提供优质的重要蛋白产品,为脑科学研究新思路,助力脑科学研究。
阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是中枢神经退行性病变,表现为认知功能障碍和行为损害,无法治愈,综合治疗可缓解病情、延缓发展。目前有多种学说试图解释这一病变,包括β-淀粉样蛋白瀑布学说、Tau蛋白学说、神经血管假说等。
APP蛋白水解过程的示意图
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1552526016000790
帕金森病(Parkinson disease,PD)是一种常见于中老年的神经系统变性疾病,主要表现为患者动作缓慢,手脚或身体的其它部分的震颤,身体失去了柔软性,变得僵硬。PD患者黑质中的色素细胞减少,多巴胺能神经元丢失,神经胶质增多,出现路易小体,导致纹状体内抑制性递质多巴胺和兴奋性递质乙酰胆碱相对失衡。
影响PD发病的多种途径
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6905381/
亨廷顿病(Huntington disease, HD),又称为亨廷顿舞蹈症,是一种十分罕见的常染色体显性遗传性的神经系统退行性疾病。患者主要出现不由自主的舞蹈样动作,并可能出现精神行为和认知功能的异常。该病是遗传病,由4号染色体上HTT基因中的CAG片段异常重复引起。
亨廷顿基因(HTT)的毒性机制https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31940909/
肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic lateral sclerosis ,ALS)是一种致命的神经退行性疾病,由大脑和脊髓运动神经元的缺失引起。该病导致四肢、躯干、胸部、腹部肌肉逐渐无力并萎缩,从而影响运动、交流、吞咽和呼吸功能,最终致死。SOD1被发现与肌萎缩侧索硬化症密切相关,是该疾病的重要致病基因,这也是第一个发现的ALS风险基因。
ALS的病理和疾病机制
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28468939/
多发性硬化(Multiple sclerosis,MS)是一种以中枢神经系统炎性脱髓鞘病变为主要特点的免疫介导性疾病。多项研究数据表明,B细胞及其产生的自身抗体在MS的发病过程中起到重要的作用,以罗氏、诺华为代表的药企已开发多款B细胞特异性表达的CD20抗体药治疗多发性硬化。
免疫细胞在MS发病机制中的作用
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24740824/
脑肿瘤是发生于颅内的一大类神经系统肿瘤,可分为不同的肿瘤类型,常见有胶质瘤、脑膜瘤、髓母细胞瘤、神经胶质瘤等。
不同类型的脑肿瘤
https://drjockers.com/brain-cancer/
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