把奶酪送上太空

阿尔茨海默病是老年人认知能力下降的常见原因。据估计，每五个80岁以上的人中就有一个人受到影响，并出现包括记忆丧失在内的一系列症状。这种疾病的病因是大脑中一种叫做-淀粉样蛋白的蛋白质的积累，这种蛋白质会损害神经细胞，但为什么会发生这种情况呢?克里斯·史密斯采访了圣路易斯华盛顿大学的神经学家兰迪·贝特曼。

兰迪:那么，有一个基本的问题我们在四五年前就开始考虑了，这个问题是，是什么导致了老年痴呆症?这个问题已经被问了很长一段时间了，但这个问题更多的是针对目前的思考是什么导致了阿尔茨海默病与已知的科学知识之间的关系。有一种淀粉样蛋白假说指出了一种叫做淀粉样蛋白的蛋白质的积累，这种蛋白质通常是由我们的大脑产生的，大脑中这种蛋白质的增加会导致损伤，从而导致阿尔茨海默病的症状。现在我们要问的基本问题是在老年痴呆症中，淀粉样蛋白在那里堆积是因为它产生太多，还是在大脑中产生太多，还是因为一旦产生，大脑就无法清除它?关于淀粉样蛋白的一些基本信息是大脑通常会制造它，大脑的神经元或思维细胞通常会在大脑中产生淀粉样蛋白，它通常会被清除，不会积累到很高的量。但我们也知道，在患有阿尔茨海默病的患者中，他们的大脑中充斥着这种物质，其含量是正常水平的100到1000倍。因此，它在非常高的水平上积累，这被认为对大脑有毒并造成损害，最终导致阿尔茨海默氏症类型的痴呆。

显微照片显示免疫染色的大脑皮层(图像左上方)和脑血管(图像右侧)老年斑中的β淀粉样蛋白(棕色)。©Nephron @ Wikipedia

Chris -所以你有两个问题。其中之一是，大脑产生了太多的物质，还是大脑没有像健康人的大脑那样处理这些物质?那么你怎样才能把这两者分开呢?

兰迪:这是一个挑战，也是我们开发技术来回答这个问题的地方。从本质上讲，这样做的方法是在蛋白质被制造时给它们贴上标签，这样你就可以追踪它们。一旦一种蛋白质被标记，你就可以追踪它产生的速度，它被清除的速度。该方法的首次发表是在2006年，我们报告了大脑中淀粉样蛋白的产生和清除率在年轻健康人群中的正常情况。我经常用这个标签系统做个类比，想象一下你有一个水，你有一个水龙头，水进入水槽，你有一个排水管，同时排干水槽。如果你只看水槽而不看水龙头或排水管，你只会看到水槽里的水位线，这就是我们通常测量的当我们对大脑周围的液体进行取样时。我们测量了淀粉样蛋白的含量，或者说是水位。一种追踪水流入速度的方法是，你可以想象，如果你把水龙头流出的水染成某种颜色，比如蓝色，那么随着时间的推移，水槽里的水会变得越来越蓝，流入的蓝色水越多。如果你观察一段时间，有多少水被贴上了这种标签——在这种情况下，是一个颜色标签。在淀粉样蛋白的例子中，我们用一个稍微重一点的标签来表示蛋白质，这样我们就可以估计出水进入水槽的速度有多快。 And by the same token, if you stop labelling and then you watch the water as it's cleared away, new fresh clear water comes in and the blue is cleared away, you then have an estimation of how fast the sink is draining that water. And so, this is what we do. We take a label that incorporates into the protein, it's an amino acid which is a building block of proteins which our body normally makes, and it's slightly heavier than normal amino acids. We infuse that into the bloodstream of the person and all the proteins that person is making can be tagged with this label, marking it as newly made. Then we sample over time the fluid that surrounds the brain, it's called cerebrospinal fluid and we watch the appearance of this newly labelled amyloid beta protein, and then we stop labelling and we watch how that labelled amyloid beta is cleared away over time.

Chris -你在健康人身上做了这个实验你大概在一组阿尔茨海默病患者身上做了这个实验来比较两者大脑中-淀粉样蛋白的产生和去除速度?

兰迪-没错。因此，在这项研究中，我们比较了12个患有阿尔茨海默病的人和12个没有患阿尔茨海默病的人，但他们的年龄差不多，我们比较了这两个人，发现淀粉样蛋白的清除明显减少。但平均而言，淀粉样蛋白的生成速率没有显著变化。

Chris -这项研究的唯一问题是它告诉你已经被诊断出的人如果把时钟拨回到他们的生活中，或者往上看，看看那些将要患上阿尔茨海默病的人或者只是看看那些被认为健康的人，然后跟踪他们，看看谁得了阿尔茨海默病看看这些人身上是否有潜伏的上游疾病，这将是非常有趣的。

阿洛伊斯•阿尔茨海默

兰迪-完全正确。这是一个很有见地的观点，随着研究的进行和参与者的加入，我们也打算这样做。事实上，我们对每个人都进行了长期的临床跟踪所以那些做了这项研究的认知正常的人，他们的清除率并不完全相同。有些更快，有些更慢，所以，基本的问题是，那些有轻微受损或受损的清除能力但现在认知正常的人，这些人在未来的某个时候患这种疾病的风险会增加吗?

Chris -你怎么知道患有阿尔茨海默病的人现在的清除率不是降低了因为这种疾病在某种程度上损害了大脑，而与阿尔茨海默病相关的神经细胞的减少损害了他们摆脱它的能力?这就是为什么你会看到;这是疾病过程的结果，而不是导致疾病的结果。

兰迪:根据目前的数据，没有办法区分这两种可能性。尽管我们可能会假设，例如，清除率的降低可能会导致淀粉样蛋白和斑块水平的增加，但这并没有在这项研究中得到证实。这是正在进行的研究的重点，以确定这是否正确。

本-兰迪·贝特曼，一位神经学家他正在寻找一种方法来消除老年痴呆症。他与克里斯·史密斯进行了交谈，并于本周在杂志上发表了这项研究科学。

夏威夷凯克望远镜的观测证实了第四颗行星围绕着附近的一颗恒星运行，但这使目前的行星形成理论受到质疑。

加拿大赫茨伯格天体物理研究所的Christian Marois和他在美国的同事分析了恒星HR 8799的近红外图像，并在之前发现的三颗系外行星的基础上发现了一颗新的系外行星。这些行星具有特殊的特性，使这种成像成为可能:它们质量很大，新发现的行星质量在木星的7到10倍之间;它们离恒星本身很远，是太阳到地球距离的25倍以上;而且它们相对年轻，不到1亿年。年轻的行星在形成时仍然很热，这使得它们在这些频率上发出明亮的光。

发现新行星本身就很吸引人，但这个系统真正有趣的地方在于它不符合目前的行星形成模型。有两种模型可以描述这样的巨行星的形成。一种是核心吸积模型，在这个模型中，小块岩石碰撞并逐渐聚集在一起，直到行星有足够的质量，从而有足够的引力来维持大气层。然后是圆盘不稳定或引力坍缩模型，在恒星周围的物质圆盘的变化，原行星盘或proplyd，将凝聚成气体球，逐渐收集核心的尘埃物质。

以HR 8799系统为例，最里面的行星可能是通过核心吸积形成的，但更远的行星需要更长的时间;事实上，比恒星本身的年龄还要大。然而，如果我们观察圆盘不稳定性模型，原行星盘的条件并不适合最里面的行星形成。

那么这些行星是如何形成的呢?现在，我们还不能确定。作者说:“不能排除不同行星通过不同机制形成的混合过程，但由于这四颗行星的质量和动力学特性相似，似乎不太可能。”另一种选择是，行星在其他地方形成，然后移动到它们现在的位置，但在我们找到更多这样的系统之前，我们根本没有足够的信息来做出决定。但是，随着系外行星以惊人的速度被发现，我们可能很快就会发现更多这样的行星家族。