近期一項研究發現，阿爾茨海默病常見的身體運動障礙可能源於大腦之外。 研究人員通過構建人類神經與肌肉的顯微模型，證實這些運動問題獨立於認知衰退而發生，這為醫學治療提供了新靶點。 該研究已發表在《阿爾茨海默病與失智症》期刊上。
阿爾茨海默病通常與記憶喪失和嚴重認知衰退相關聯。 醫生常規觀察到患者在出現任何精神癥狀前，早已經歷步速減慢、握力減弱及平衡能力下降等運動問題。
傳統醫學研究將這些身體癥狀視為腦退化的次級效應，但疾病是否同時獨立攻擊構成脊髓與身體連接網路的周圍神經系統，此前未獲證實。
為探究運動障礙根源，研究團隊聚焦神經肌肉接頭——即神經細胞向肌肉細胞傳遞化學信號、指令其收縮產生運動的生物學關鍵點。 該研究由中佛羅里達大學教授詹姆斯·希克曼和郭秀芳領導，阿赫梅塔扎·卡爾加扎諾夫擔任第一作者。 學術團隊與希克曼聯合創立的生物技術公司赫斯珀羅斯合作，構建了專用實驗室模型。
研究重點針對家族性阿爾茨海默病。 這是一種罕見的遺傳性疾病，患者通常在40至65歲發病，與更常見的晚髮型散發性阿爾茨海默病（多發於老年人群且無單一遺傳病因）不同。
為避免使用活體人類受試者，研究人員採用人類誘導多能幹細胞進行實驗。 這些細胞通常取自皮膚或血液，經化學重程式設計后具備類似胚胎幹細胞的特性，可誘導發育為人體幾乎任何組織類型。
科學家利用該技術培養出控制自主運動的特化神經細胞——運動神經元，並通過基因改造使其攜帶兩種家族性阿爾茨海默病相關突變。 隨後將這些突變神經細胞與健康人類肌肉細胞配對，置於名為"人體晶元"的顯微實驗室裝置中。 該微型系統分為兩個獨立腔室，有效類比功能性神經肌肉接頭，同時完全排除大腦和脊髓的干擾。
通過將中樞神經系統排除在模型之外，研究人員得以精確定位任何功能障礙的源頭：若在此隔離環境中運動系統失效，即證明疾病獨立攻擊周圍神經。 相較於小鼠等動物模型（因人獸生物學差異影響疾病進程），這種微型人體細胞模型能更精準反映人體真實狀況。
實驗中，團隊向神經腔室施加電流以刺激細胞，促使其向肌肉腔室發送運動信號，並通過高速攝像機與計算機軟體追蹤肌肉反應。 研究人員測量多項關鍵參數評估細胞健康情況：包括信號保真度（神經發送指令后肌肉實際收縮的可靠性）及疲勞指數（肌肉在快速電刺激下維持強力收縮的時長）。
結果顯示，攜帶阿爾茨海默病突變的神經細胞難以與健康肌肉細胞有效溝通。 攜帶PSEN1基因突變的神經元在所有測試日均表現嚴重缺陷：肌肉收縮觸發不可靠、疲勞率更高，且神經肌肉連接隨時間推移穩定性顯著低於健康對照細胞。 而攜帶APP突變的神經元雖表現優於PSEN1細胞，但在測試中期仍出現觸發可靠收縮能力下降。
由於實驗中使用的肌肉細胞完全健康，溝通失效明確由病變運動神經元導致。 團隊成功證實周圍神經損傷獨立於腦退化而發生。 顯微觀察還發現，病變神經細胞中作為「運輸艙」或「回收中心」的內體結構異常膨大。 因這些結構負責回收運動信號所需的化學物質，其功能障
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研究人員測試了兩種常規藥物——美金剛（通過阻斷特定化學受體預防神經損傷）和加蘭他敏（抑制化學信使分解以延長作用）——是否能修復周圍神經功能障礙。 但將藥物加入微型模型后，神經肌肉連接功能未見統計學顯著改善，表明專為修復大腦設計的療法無法自動修復身體其他部位損傷。
希克曼強調：「這是首次證明周圍神經系統缺陷可直接由這些突變引發，意味著靶向大腦的藥物可能無法修復身體其他部位的問題。 "
儘管模型提供關鍵洞見，研究存在局限：實驗僅包含運動神經元和骨骼肌細胞，是人體生物學的極簡表達。 活體中，星形膠質細胞和施萬細胞等保護性細胞會與神經肌肉互動以支援日常功能，若將這些細胞納入模型可能改變結果。 未來研究將擴展模型，測試攜帶突變的肌肉細胞（而非僅神經細胞），並利用微型設備模擬感覺神經元，以繪製疾病對觸覺痛覺通路的影響。 鑒於現有藥物未能修復周圍神經，這種人體晶元有望成為測試新化合物的平臺，開發同時靶向認知衰退與身體退化的組合療法，最終提升患者整體生活品質。
該研究《利用功能性人類神經肌肉接頭微生理系統評估阿爾茨海默病周圍神經系統病理》由阿赫梅塔扎·卡爾加扎諾夫、羅米·艾肯、肯尼斯·霍金斯、拉斐爾·洛佩茲、艾哈邁德·納瓦茲、高偉、蔡斯·米勒、威爾·博根、克裡斯托弗·朗、戴維·摩根、郭秀芳和詹姆斯·希克曼共同完成。