星形胶质细胞过表达GDNF增强分支复杂性并部分保护阿尔茨海默病大鼠模型的海马功能

本研究针对阿尔茨海默病（AD）中星形胶质细胞萎缩和神经炎症导致的认知障碍，开发了一种基于AAV9载体的基因疗法，特异性在星形胶质细胞中过表达胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）。研究发现，GDNF过表达显著增强海马星形胶质细胞分支复杂性和突触长度，并在链脲佐菌素（STZ）诱导的神经退行模型中部分保留空间记忆功能，但未能缓解神经炎症。该研究为靶向星形胶质细胞的神经保护策略提供了新思路，发表于《Scientific Reports》。

　　

阿尔茨海默病（AD）的病理机制复杂，其中星形胶质细胞功能紊乱和神经炎症是推动疾病进展的关键因素。星形胶质细胞作为中枢神经系统的“守护者”，不仅为神经元提供代谢支持，还参与突触可塑性和炎症调控。然而，在AD早期，星形胶质细胞出现分支减少和功能衰退，导致神经保护作用减弱。更棘手的是，传统神经营养因子疗法往往因递送效率低或靶向性不足而疗效有限。如何精准调控星形胶质细胞功能以延缓神经退行进程，成为领域内亟待解决的难题。

针对这一挑战，来自阿根廷国立拉普拉塔大学和瑞典隆德大学的研究团队开发了一种创新性基因治疗策略。他们利用腺相关病毒9型（AAV9）载体搭载胶质细胞源性神经营养因子（GDNF）基因，并通过星形胶质细胞特异性启动子GfaABC1D实现海马区定向表达。在链脲佐菌素（ICV-STZ）诱导的AD大鼠模型中，该团队系统评估了GDNF对星形胶质细胞形态、神经炎症和认知功能的影响，相关成果发表在《Scientific Reports》上。

研究采用多项关键技术：通过分子克隆构建AAV9-GFAP-GDNF-TdTomato双顺反子载体；利用立体定位注射技术实现海马区精准递送；采用Sholl分析量化星形胶质细胞分支复杂性；通过Barnes迷宫和新型物体识别（NOR）测试评估空间记忆与识别记忆；结合免疫组化和qPCR分析GDNF表达及微胶质细胞活化状态。

AAV9载体实现星形胶质细胞特异性GDNF过表达
研究团队成功构建的AAV9载体在注射4周后，通过TdTomato红色荧光标记和GDNF抗体染色，证实其在海马星形胶质细胞中的特异性表达。qPCR显示GDNF mRNA水平较对照组（AAV9-GFAP-GFP-TdTom）显著提升6.97倍。

GDNF增强星形胶质细胞形态复杂性
Sholl分析显示，GDNF过表达使星形胶质细胞在10-30μm半径范围内的分支交点数增加46.55%，总突触长度延长约40%。这种形态学改变在STZ模型中尤为关键——GDNF处理完全阻止了STZ诱导的突触长度缩减，使处理组星形胶质细胞形态与健康对照组无统计学差异。

部分保留空间记忆但未能改善识别记忆
行为学测试呈现“双面结果”：在Barnes迷宫的探测试验中，GDNF+STZ组动物对目标区域的探索次数与健康对照组相当，显著优于STZ组（p<0.05），显示空间记忆部分保留；但在NOR测试中，GDNF处理未能逆转STZ导致的物体识别记忆缺陷，提示GDNF的保护作用具有任务特异性。

微胶质细胞活化未受抑制
尽管GDNF展现出形态保护作用，其对神经炎症的调控效果有限。免疫组化显示，GDNF+STZ组的反应性微胶质细胞比例（Iba1R%）与STZ组无差异（p>0.05），均显著高于对照组，表明GDNF未能阻断STZ诱导的神经炎症级联反应。

讨论部分指出，该研究首次证实AAV9介导的星形胶质细胞GDNF过表达可重塑细胞形态并部分保护认知功能，但其疗效受限于神经炎症的持续存在。这一发现为理解GDNF的神经保护机制提供了新视角：星形胶质细胞形态复杂性的维持可能通过独立于炎症调控的途径（如突触支持或代谢耦合）发挥神经保护作用。研究同时揭示了ICV-STZ模型的特殊性——其诱导的胰岛素信号通路紊乱可能干扰GDNF-RET下游信号转导，这为未来开发组合疗法（如GDNF与抗炎因子联用）提供了理论依据。

该研究的临床意义在于验证了星形胶质细胞靶向基因疗法的可行性，为AD等神经退行性疾病的精准治疗开辟了新路径。未来研究需进一步解析GDNF对星形胶质细胞-神经元代谢偶联的影响，并探索在更接近AD病理的模型（如淀粉样蛋白沉积模型）中的治疗效果。