家族性阿尔茨海默病患者来源星形胶质细胞的促炎转录组与激酶组学改变及其治疗靶点研究

本研究针对家族性阿尔茨海默病（fAD）中星形胶质细胞功能障碍的分子机制，通过多组学整合分析揭示了关键炎症通路与激酶信号异常。研究人员采用hiPSC（人诱导多能干细胞）分化的fAD星形胶质细胞模型，结合转录组测序（RNA-seq）和PamGene激酶组芯片技术，鉴定出1249个差异表达基因（DEGs）及DYRK/GSK/MAPK激酶家族异常活化。研究发现STAT3-PI3K-AKT信号轴为核心调控枢纽，并通过LINCS平台筛选出氟替卡松丙酸酯等可逆转病理表型的小分子化合物。该研究为靶向星形胶质细胞的AD治疗策略提供了新依据。

　　

阿尔茨海默病（AD）作为最常见的神经退行性疾病，长期以来治疗策略主要聚焦于神经元靶点，但近年来星形胶质细胞在疾病进程中的关键作用逐渐被揭示。这类细胞不仅参与代谢支持和突触功能调节，更是神经炎症的主要驱动者。然而，星形胶质细胞在家族性AD（fAD）中的分子特征及其治疗潜力仍存在巨大认知空白。传统研究多局限于单一组学分析，难以全面捕捉星形胶质细胞复杂的病理机制。

为破解这一难题，国外研究团队在《Brain, Behavior, 》发表了一项突破性研究。该工作创新性地整合转录组学和激酶组学技术，利用hiPSC（人诱导多能干细胞）分化的fAD患者来源星形胶质细胞，系统描绘了这类细胞的分子图谱。研究采用3例携带不同fAD突变（PSEN1 Y155H、APP V717I等）的hiPSC系与健康对照进行对比，通过RNA-seq鉴定差异基因，结合PamGene激酶活性芯片分析磷酸化修饰，并运用网络药理学方法筛选潜在治疗化合物。

关键技术方法
研究建立hiPSC分化为星形胶质细胞的诱导体系（rtTA/SOX9/NFIB三因子转导），采用Illumina HiSeq2500进行150bp双端RNA测序，通过edgeR进行差异基因分析。激酶活性检测使用PamStation12系统，结合KRSA、KEA3等多算法预测上游激酶。LINCS平台分析基于基因表达特征匹配逆转化合物，并通过baricitinib（JAK抑制剂）处理验证靶点可药性。

3.1 转录组分析揭示fAD星形胶质细胞关键通路紊乱
研究发现fAD星形胶质细胞存在1249个显著差异基因，其中炎症相关基因SERPINA3、IL6R、IL1RAP显著上调（log₂FC>2），而突触支持基因STMN2、NMNAT2等下调。通路富集显示"胶原细胞外基质"（GO:0062023）和"细胞因子信号"（GO:0019221）通路激活，钾离子转运（GO:0006813）等功能受损。蛋白互作网络分析发现FN1、ACAN等ECM（细胞外基质）重构核心节点，以及KCNA1等离子通道调控枢纽。

3.2 星形胶质细胞特异性分子靶标鉴定
转录因子活性推断揭示STAT3（t=4.232）、NFKB（t=3.798）和MYC（t=4.730）显著激活，其中MYC调控网络包含886个靶基因。LINCS分析预测PI3K抑制剂AS-605240和糖皮质激素受体激动剂氟替卡松丙酸酯等化合物可逆转病理特征。baricitinib处理实验证实JAK/STAT抑制可下调SERPINB3（log₂FC=-3.89）等48个免疫相关基因。

3.4 激酶组学发现DYRK/GSK/MAPK家族异常
PamGene芯片显示fAD星形胶质细胞整体磷酸化水平降低趋势（p=0.072）。多算法整合鉴定出DYRK1A、GSK3A/B和MAPK1/3/8/9等激酶活性改变，其中GSK3B和MAPK1/3在所有分析中均位列第一四分位（高置信度）。这些激酶与tau磷酸化和神经炎症调控密切相关。

3.5 多组学整合锁定核心信号枢纽
PAVER分析将失调通路聚类为10个功能模块，PPI（蛋白质相互作用）网络凸显PI3K通路中PIK3R1、IGF1、AKT1等关键节点，以及炎症网络中IL6-JAK2-STAT3轴的核心地位。这些多组学交叉靶点为干预提供了精确坐标。

研究结论与意义
该研究首次系统揭示了fAD星形胶质细胞的"双刃剑"特性：一方面通过STAT3-MYC轴驱动炎症风暴和ECM重构，另一方面丧失离子稳态维持和突触支持功能。创新性发现包括：①鉴定SERPINA3等新型炎症标志物与AD风险基因MEF2C的关联；②明确DYRK1A-MAPK激酶网络在星形胶质细胞中的特异性调控模式；③提出氟替卡松丙酸酯等老药新用的精准治疗方案。

特别值得注意的是，研究突破传统神经元中心范式，建立星形胶质细胞"功能获得/丧失"的AD病理新模型。STAT3-PI3K-AKT轴的发现为理解APOE4等风险基因的作用机制提供新视角，而LINCS预测的β3肾上腺素受体激动剂等化合物拓展了治疗靶标范围。这些发现为开发针对神经胶质-神经元互作失衡的联合疗法奠定基础，对改善当前AD治疗策略具有重要转化价值。