Aβ1–42寡聚体诱导健康与阿尔茨海默病患者星形胶质细胞差异性反应：衰老与活化双路径的揭示

本研究探讨Aβ1–42寡聚体对健康人(HS)与阿尔茨海默病(AD)患者星形胶质细胞的差异化影响。发现HS星形胶质细胞通过蛋白酶体激活和反应性增生应对应激，而AD细胞则走向衰老(SASP表型)。AD来源的条件培养基可诱导神经元凋亡，揭示了星形胶质细胞衰老在AD神经毒性中的关键作用，为靶向治疗提供了新思路。

随着全球人口老龄化加剧，阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）已成为威胁老年人健康的主要神经退行性疾病。其特征性病理改变包括β淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成的老年斑和Tau蛋白过度磷酸化导致的神经原纤维缠结。其中，Aβ_1–42寡聚体被认为具有显著的神经毒性和促炎效应，在AD发病机制中扮演关键角色。然而，神经元并非唯一的受害者，作为大脑中数量最多的胶质细胞，星形胶质细胞在维持脑内环境稳态、调节突触可塑性以及血脑屏障功能等方面至关重要。近年研究发现，星形胶质细胞功能障碍与AD进展密切相关，但其在疾病发生发展中的具体作用机制，尤其是在面对Aβ应激时，来自健康个体与AD患者的星形胶质细胞是否表现出差异性反应，仍有待深入探索。

在此背景下，来自意大利佛罗伦萨大学实验与临床生物医学科学系的研究团队在《Mechanisms of Ageing and Development》上发表了一项重要研究。他们利用来自健康捐赠者和AD患者的原代星形胶质细胞，深入探究了Aβ_1–42寡聚体对这两种细胞的不同影响，揭示了它们分别走向反应性增生和细胞衰老的截然不同的命运路径。

为开展本研究，研究人员采用了多种关键技术方法。实验使用了6名健康捐赠者（4女2男，平均年龄49±4.9岁）和5名AD患者（2女3男，平均年龄83±5.6岁）的原代人星形胶质细胞。通过共聚焦显微镜分析和3D重建技术评估了Aβ_1–42寡聚体的内化过程；使用蛋白酶体活性测定试剂盒检测了蛋白酶体功能；采用Fluo-4 AM染色和流式细胞术分析了细胞内钙离子水平；通过MTT法、Annexin V/7AAD染色和Caspase 3/7活性测定评估了细胞活力和凋亡情况；使用JC-1染料检测了线粒体膜电位；通过SA-β-Gal染色、Western blot（检测p14^ARF表达）和免疫荧光（检测γH2AX和macroH2A.1 foci）等多种方法综合评价了细胞衰老状态；利用Quantibody芯片阵列分析了细胞因子的分泌谱；最后通过条件培养基处理分化后的SH-SY5Y神经元样细胞，评估了星形胶质细胞的神经毒性效应。

研究结果首先显示，Aβ_1–42寡聚体能够通过网格蛋白依赖的内吞作用进入健康人(HS)和AD患者的星形胶质细胞，且女性AD来源的星形胶质细胞表现出更高的内化能力。有趣的是，两组细胞在蛋白酶体活性上表现出截然不同的反应：HS星形胶质细胞在Aβ_1–42处理后蛋白酶体活性显著增强，而AD星形胶质细胞的蛋白酶体功能则受到抑制。这表明AD细胞可能已经存在蛋白降解系统的功能缺陷。

在钙稳态方面，Aβ_1–42寡聚体处理引起了两种细胞细胞内钙水平的显著升高，且这种升高主要源于细胞内钙库的释放而非细胞外钙内流。然而，这种钙稳态失衡引发了不同的下游效应：HS星形胶质细胞出现了明显的凋亡现象，早期和晚期凋亡细胞比例显著增加，caspase-3/7活性升高；而AD星形胶质细胞则对Aβ诱导的凋亡具有抵抗性，凋亡指标变化不明显。

线粒体功能检测发现，Aβ_1–42寡聚体引起了两种细胞线粒体膜电位的去极化，但HS细胞的去极化程度更为显著，这可能与其更高的凋亡敏感性相关。

最引人注目的发现在于细胞命运的选择差异。经过5天的Aβ_1–42寡聚体处理，AD星形胶质细胞表现出明显的衰老特征：SA-β-Gal活性阳性细胞比例显著增加，p14^ARF表达上调，衰老相关的异染色质 foci（SAHF）形成，包括γH2AX和macroH2A.1 foci的增加。值得注意的是，女性AD来源的星形胶质细胞在这些衰老标志物上表现出更高的水平，提示了衰老过程的性别差异。相反，HS星形胶质细胞则走向了反应性增生的道路，表现为细胞超增殖、GFAP和Vimentin表达上调，Ki-67阳性细胞比例增加。

分泌组学分析进一步揭示了两组细胞的差异。通过Quantibody芯片检测发现，虽然两组细胞都分泌多种炎症因子，但AD星形胶质细胞表现出更强的促炎反应和受损的神经营养因子支持（特别是BDNF表达下降）。而HS星形胶质细胞则保持了更好的神经营养因子表达谱。

最终的功能实验证明，来自Aβ_1–42处理的AD星形胶质细胞的条件培养基能够诱导分化后的SH-SY5Y神经元样细胞死亡，而HS来源的条件培养基则无此效应。这表明衰老的AD星形胶质细胞通过分泌某些尚未完全鉴定的毒性因子，创造了不利于神经元存活的微环境。

研究结论与讨论部分强调，这项研究首次系统地比较了Aβ_1–42寡聚体对健康人和AD患者星形胶质细胞的差异化影响，揭示了它们面对相同应激刺激时采取的不同应对策略。HS星形胶质细胞通过激活蛋白酶体、发生反应性增生来应对Aβ应激，虽然部分细胞发生凋亡，但存活细胞通过增生和分泌神经营养因子来试图维持组织稳态。而AD星形胶质细胞可能由于长期的体内Aβ暴露，已经发生了适应性改变，表现为对凋亡的抵抗性，但更容易进入衰老状态，分泌具有神经毒性的因子。

这些发现不仅深化了我们对AD发病机制的理解，更重要的是提出了星形胶质细胞衰老作为AD治疗潜在靶点的重要性。清除衰老细胞或调节其SASP可能成为延缓AD进展的新策略。此外，研究中观察到的性别差异提示我们在未来研究和治疗设计中需要考虑性别特异性因素。

总之，这项研究揭示了星形胶质细胞在AD中的复杂角色，为开发针对星形胶质细胞的新型治疗策略提供了重要的实验依据，对理解AD的细胞机制和寻找新的治疗方向具有重要意义。