与ALS运动功能丧失相关的神经化学标志物

阿尔伯塔大学的研究人员已经发现了一种神经化学标志物，该标志物与ALS患者的初级运动皮层(控制我们肌肉的大脑部分)与大脑其余部分之间的运动功能丧失和沟通中断有关。

知道了这一点，他们现在的目标是找出该标记物是否也可以提供一种测试来评估改善大脑功能的新疗法。

肌萎缩侧索硬化症：失去运动功能和脑-肌肉连接

肌萎缩侧索硬化症或Lou Gehrig病是一种终末期神经系统疾病。随着负责运动功能的神经元衰竭，初级运动皮层失去了与肌肉交流的能力 - 事实证明，大脑的其他部分 - 导致肌肉僵硬和虚弱。

最终，大脑失去了与我们的生存至关重要的肌肉交流的能力。

研究表明，药物利鲁唑可以改善患者的预期寿命，并且N-乙酰天冬氨酸(NAA)的水平，一种与健康神经元相关的神经化学物质，随着药物的使用而增加。NAA与Sanjay Kalra及其团队确定为ALS标志物的神经化学物质相同。

现在卡拉想知道情况是否正好相反。

“我们想知道在未来的研究中，用药物改善神经化学是否会改善功能连接，”他说。

医学与牙科学院和神经科学与心理健康研究所的博士生，该研究的主要作者Avyarthana Dey说，她还想知道利鲁唑增加的NAA水平是否与生存率的提高有关。

“如果是这样，多少钱?因为现在利鲁唑已被证明可以平均将患者的生存率提高三到六个月，但我们不知道它是如何做到的，“她指出。

识别标记

Kalra是神经病学系的神经学家和教授，神经科学的Henri M. Toupin，也是神经科学和心理健康研究所的成员。他还是理解，补救和消除ALS的综合分析平台(CAPTURE ALS)和加拿大ALS神经成像联盟(CALSNIC)的主任，该平台在新研究中发挥了重要作用。

研究人员分析了从五家加拿大大学医院收集的数据，这些医院都是CALSNIC的一部分：U of A，卡尔加里大学，麦吉尔大学，多伦多大学和不列颠哥伦比亚大学。

“阻碍单中心研究的一件事是我们只有一个非常小的样本，”Dey说。“拥有五个不同的中心可以捕获更广泛的人群，具有更多样化的疾病模式。

这五个地点共招募了52名ALS患者和52名健康对照组。记录每位患者的脚踏频率，ALS患者的脚踏频率显着降低。

在52名患者中，48名还表现出反应过度的腱反射，21名表现出痉挛状态，即肌肉张力或肌肉僵硬异常增加的情况，15名表现出Babinski征，这是一种足部反射，当脚被抚摸或抓挠时，大脚趾向上弯曲而不是向下弯曲 - 这是两岁以下儿童的正常反射，但在老年人中则不是。

在确定ALS患者运动功能丧失后，研究人员随后使用功能性MRI扫描来测量初级运动皮层与大脑其余部分的沟通情况。

他们还使用另外两项测试来测量初级运动皮层中的神经化学物质，并监测同一区域白质的恶化。

他们的假设是，在ALS中，初级运动皮层不能与大脑的其余部分正常交流，这可能是由于上运动功能神经元的结构或神经化学的潜在问题。这些神经元位于大脑中，一直向下传播到脊髓，在那里它们与下运动神经元通信，然后与肌肉通信。

“这些上运动神经元被认为更容易受到神经退行性过程的影响，”Dey说。“因为它们的体型很大，所以它们更容易受到攻击。

研究人员发现，随着ALS患者的运动功能以及初级运动皮层与大脑其余部分之间的联系恶化，在上运动功能神经元起源的运动皮层中发现的NAA水平也随之恶化。虽然他们还发现了白质的结构恶化，但它与通信恶化没有直接关系。

“我们假设NAA的异常发生在任何明显的结构变化发生之前，”Dey说。

迈向确定性测试的一步

研究人员面临的最大挑战是ALS对每个患者的影响不同，其症状可以模仿其他疾病和病症，如中风或神经病变。

“在这一点上，ALS的过程在很大程度上排除了其他条件，”Kalra说。

不幸的是，虽然上运动神经元中NAA的降低有一天可能会让临床医生对ALS进行明确的测试，但目前临床医生还没有接受过必要的成像技术培训。

“在这一点上，脑成像不是以这种方式使用的，”卡拉说。“它仍然是一种研究工具。

确定性的测试可以导致患者的早期诊断，这将使他们能够更早地获得治疗和支持。

“我们越早做出诊断，我们就能越早开始治疗和咨询，我们就能越早提供临床试验的入组机会，”Kalra解释说。

目前用于治疗ALS的三种药物在早期治疗开始时效果更好，它们可以减缓疾病的进展并延长预期寿命。

Kalra补充说，早期诊断，即使是晚期诊断，也可以让患者安心。

“它大大减少了患者及其护理人员面临的焦虑，压力和恐慌，当某些事情发生在他们身上如此迅速时，当他们失去功能时，没有人能做出诊断。