APOE4 如何 “破坏” 小胶质细胞自噬与 Aβ 清除？新研究揭示阿尔茨海默病潜在治疗靶点

为探究载脂蛋白 E4（APOE4）在阿尔茨海默病（AD）中的致病机制，研究人员开展了 APOE 异构体在小胶质细胞中表达的研究。结果发现 APOE4 损害小胶质细胞自噬和 Aβ 清除，雷帕霉素可改善相关功能。这为 AD 治疗提供新方向。

　　

在老龄化社会中，阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）就像一颗 “定时炸弹”，严重威胁着老年人的健康和生活质量。它是一种常见的痴呆症，患者会逐渐出现认知能力下降、记忆力减退等症状，大脑中还会出现老年斑（senile plaques）和神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles，NFT） 。在众多引发 AD 的危险因素中，载脂蛋白 E4（apolipoprotein E4，APOE4）的作用格外引人注目。携带 APOE4 等位基因的人群患 AD 的风险明显增加，然而其具体的致病机制却一直是个未解之谜。

为了揭开这层神秘的面纱，来自以色列特拉维夫大学（Tel Aviv University）的研究人员展开了深入研究。他们聚焦于 APOE 异构体在小胶质细胞中的表达，试图弄清楚 APOE4 究竟是如何影响小胶质细胞的功能，进而导致 AD 发生发展的。

研究人员通过一系列实验，得出了一系列重要结论。这些发现为理解 AD 的发病机制提供了新的视角，也为开发针对 AD 的治疗方法指明了方向。该研究成果发表在《Inflammation Research》上。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们使用 5XFAD 转基因小鼠的大脑切片作为实验样本，这些小鼠大脑中含有大量的 Aβ 斑块，是研究 AD 相关病理的常用模型。同时，构建表达不同 APOE 异构体的 N9 小胶质细胞系，通过转染技术将相关基因导入细胞。此外，借助免疫印迹（immunoblotting）技术检测蛋白质表达水平，利用共聚焦显微镜（confocal microscope）观察细胞形态和结构，还采用流式细胞术（flow cytometry）分析线粒体膜电位等指标。

研究结果如下：

1. APOE4 对 Aβ 清除的影响：研究人员通过原位斑块去除实验发现，与表达 APOE2 和 APOE3 的小胶质细胞相比，表达 APOE4 的小胶质细胞清除 5XFAD 转基因小鼠脑切片中不溶性 Aβ 斑块的能力明显受损。进一步研究发现，APOE4 还会影响小胶质细胞对可溶性 Aβ_1-42的摄取。利用活细胞分析技术检测荧光标记的 Aβ 摄取情况，结果显示 APOE3 细胞对 Aβ 的摄取显著高于 APOE4 细胞。并且，自噬抑制剂氯喹（chloroquine，CQ）可抑制 APOE3 细胞的 Aβ 摄取，但对 APOE4 细胞影响不大，这表明 APOE4 抑制 Aβ 斑块清除和可溶性 Aβ 摄取，且可能与自噬受损有关。

2. APOE4 对自噬的影响：为了探究 APOE4 对自噬的作用，研究人员检测了自噬相关蛋白 LC3 和 p62 的表达。通过氨基酸饥饿诱导自噬实验发现，在 APOE3 小胶质细胞中，自噬激活标志物 LC3-II/LC3-I 的比值明显高于 APOE4 小胶质细胞，且 p62 水平在 APOE3 细胞中下降更快，这表明 APOE4 小胶质细胞的自噬诱导可能受损。用雷帕霉素（rapamycin）处理细胞后，APOE4 小胶质细胞的自噬水平仍显著低于 APOE3 小胶质细胞。此外，利用串联 LC3-GFP-RFP 报告基因监测自噬发现，APOE4 小胶质细胞中自噬体与溶酶体的融合明显受阻，说明 APOE4 降低了 N9 小胶质细胞的基础自噬和诱导自噬水平。

3. APOE4 对细胞活力和线粒体活动的影响：研究人员对表达不同 APOE 异构体的小胶质细胞中线粒体相关蛋白进行检测，发现 APOE4 小胶质细胞中 Drp1（参与线粒体分裂的蛋白）水平较低，Mfn1（参与线粒体融合的蛋白）和 Parkin（参与线粒体自噬的蛋白）水平较高，这意味着 APOE4 小胶质细胞的线粒体分裂可能减少，线粒体动力学发生改变。通过 MitoTracker Deep Red 染色观察线粒体网络形态，发现 APOE4 小胶质细胞的线粒体网络分支更多，单个线粒体数量更少，呈现过度融合状态。用线粒体解偶联剂 CCCP 处理细胞后，APOE4 小胶质细胞的活力明显低于 APOE2 和 APOE3 细胞，但线粒体活性却更高，可能是一种代偿机制。同时，CCCP 处理可增强所有 APOE 亚型小胶质细胞的自噬，但在 APOE4 小胶质细胞中的效果较弱。

4. 雷帕霉素对 APOE4 小胶质细胞线粒体功能的影响：雷帕霉素可诱导自噬和线粒体自噬，研究人员想知道它能否改善 APOE4 小胶质细胞的线粒体功能障碍。通过流式细胞术检测线粒体膜电位（MMP）发现，APOE4 小胶质细胞的 MMP 水平低于 APOE2 细胞，雷帕霉素处理后，APOE4 小胶质细胞的 MMP 水平显著升高，表明雷帕霉素可能纠正 APOE4 小胶质细胞的线粒体功能。

研究结论和讨论部分指出，APOE4 在小胶质细胞中的病理作用可能是通过损害自噬以及相关的 Aβ 斑块清除能力来实现的。这一发现揭示了 APOE4 与小胶质细胞自噬活性之间的直接联系，意味着可以通过诱导自噬的药物治疗来对抗 APOE4 的病理影响，例如雷帕霉素。这为 APOE4 相关的 AD 脑部病理治疗提供了新的思路和潜在的治疗方法，有望为 AD 患者带来新的希望。