颠覆认知!小胶质细胞竟是 Aβ 淀粉样蛋白 “幕后推手”—— 阿尔茨海默病发病机制新解

《Molecular Neurodegeneration》:Evidence suggesting that microglia make amyloid from neuronally expressed APP: a hypothesis

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:Molecular Neurodegeneration 15.1

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  为探究阿尔茨海默病(AD)发病机制中 Aβ 淀粉样蛋白的产生来源,研究人员开展了相关研究。结果表明,APP 虽主要在神经元表达,但 Aβ 淀粉样蛋白大多由小胶质细胞产生。这一发现为 AD 治疗提供新方向。

  

在神经科学领域,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)一直是困扰科研人员的难题。它如同隐藏在大脑中的 “神秘杀手”,悄无声息地侵蚀着患者的记忆与认知能力。多年来,科学家们一直在努力探寻其发病机制,期望能找到有效的治疗方法。以往的研究发现,早发性 AD 与神经元中淀粉样前体蛋白(Amyloid Precursor Protein,APP)的加工密切相关,而晚发性 AD 却与小胶质细胞功能丧失存在千丝万缕的联系。这两种看似矛盾的病因,让 AD 的发病机制变得更加扑朔迷离。究竟 Aβ 淀粉样蛋白在 AD 的发生发展中扮演着怎样的角色?小胶质细胞与 Aβ 淀粉样蛋白之间又有着怎样的关系?这些问题成为了科研人员亟待解决的谜团。为了揭开这些谜题,来自英国伦敦大学学院(University College London,UCL)等机构的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Molecular Neurodegeneration》杂志上。

研究人员采用了多种技术方法。在研究过程中,运用了转基因 APP 小鼠基因表达分析技术,通过对转基因小鼠的研究,观察 APP 基因的表达情况,为探究 Aβ 淀粉样蛋白的产生提供了重要线索。同时,利用非放射性同位素标记实验,研究 APP 的代谢过程,明确了 APP 在不同细胞中的代谢途径。此外,电子显微镜技术的应用也至关重要,通过电子显微镜,研究人员得以直观地观察到小胶质细胞中淀粉样纤维的产生过程,为后续研究提供了关键的证据。

研究结果主要包括以下几个方面:


  • Aβ 淀粉样蛋白的产生细胞:通过对英国痴呆症(British dementia,曾称 Worster-Drought 综合征)的研究发现,以往认为由神经元产生的 ABri 蛋白,实际上几乎全部由小胶质细胞产生。并且,电子显微镜研究显示,在阿尔茨海默病患者的大脑中,淀粉样纤维起源于小胶质细胞的包被小窝。这表明在这类疾病中,Aβ 淀粉样蛋白很大程度上是由小胶质细胞产生的。

  • Aβ 淀粉样蛋白的产生过程:APP 在神经元膜内进行加工,产生 Aβ 片段。这些片段最初由载脂蛋白 E(Apolipoprotein E,APOE)脂蛋白清除,但随着年龄增长和其他损伤,这种清除机制逐渐失效,神经元膜受到破坏,磷脂酰丝氨酸暴露。小胶质细胞被吸引并激活,吞噬包含 APP/Aβ 片段的膜碎片,并通过小胶质细胞的内体溶酶体系统进行处理。然而,最终小胶质细胞的内体溶酶体清除系统也会不堪重负,Aβ 片段的去脂化过程引发淀粉样纤维在小胶质细胞内形成,随后被排出,从而启动了斑块的形成。

  • 小胶质细胞与 Aβ 淀粉样蛋白的相互作用:有研究表明,Aβ 与 APOE 的相互作用发生在小胶质细胞的溶酶体中,且小胶质细胞对 Aβ 的摄取依赖于 TREM2 受体。此外,小胶质细胞的衰老以及在衰老大脑和 APOE4 基因型大脑中出现的转录谱耗尽现象,都表明小胶质细胞的状态与阿尔茨海默病的发病机制密切相关。


研究结论指出,小胶质细胞在 Aβ 淀粉样蛋白的产生和清除过程中起着关键作用。在早发性 AD 中,APP 的异常代谢导致 Aβ 淀粉样蛋白的过量产生或产生更难溶解的 Aβ,从而引发疾病;而在晚发性 AD 中,小胶质细胞对 Aβ 淀粉样蛋白的清除功能下降,导致 Aβ 积累,最终引发疾病。这一研究成果为理解阿尔茨海默病的发病机制提供了新的视角,揭示了小胶质细胞在疾病发生发展中的重要作用。它不仅解释了早发性和晚发性 AD 病因之间的差异,还为开发针对阿尔茨海默病的治疗方法提供了新的靶点和方向。未来,科研人员可以针对小胶质细胞的功能和 Aβ 淀粉样蛋白的产生过程,设计更加精准有效的治疗策略,有望为阿尔茨海默病患者带来新的希望。


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