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17β-羟基类固醇脱氢酶10型(HSD10)与Aβ42协同作用的新机制:阿尔茨海默病线粒体功能障碍的独立病理因素与治疗靶点
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月25日 来源:Alzheimer's Research & Therapy 8
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本研究针对阿尔茨海默病(AD)中线粒体酶HSD10与淀粉样蛋白β(Aβ)相互作用的机制空白,通过构建HSD10和APPSwe/Ind过表达细胞模型,首次揭示HSD10可通过独立于Aβ的途径(TCA循环抑制和β-氧化受损)诱发线粒体损伤,而Aβ42通过葡萄糖超代谢加剧毒性。研究鉴定出苯并噻唑类抑制剂34能同时缓解HSD10过表达和Aβ42环境的细胞损伤,为AD治疗提供新策略。
在神经退行性疾病研究领域,阿尔茨海默病(AD)的病理机制犹如一座复杂的迷宫,而线粒体功能障碍和淀粉样蛋白β(Aβ)沉积是其中最引人注目的路标。长期以来,线粒体酶17β-羟基类固醇脱氢酶10型(17β-hydroxysteroid dehydrogenase type 10, HSD10)被认为是Aβ的"帮凶",但其独立致病作用始终笼罩在迷雾中。更令人困惑的是,当脑细胞在Aβ的"攻击"下转向糖酵解求生时,这种代谢转换究竟是加剧还是延缓了疾病进程?来自赫拉德茨克拉洛韦大学的研究团队在《Alzheimer's Research 》发表的研究,如同在迷宫中点亮了一盏明灯。
研究人员采用单克隆HEK293细胞模型,通过构建HSD10、HSD10催化位点突变体(HSD10mut)和瑞典-印第安纳突变型淀粉样前体蛋白(APPSwe/Ind)过表达细胞系,结合线粒体电子流(MEF)分析、细胞能量代谢检测和特异性荧光探针(-)-CHANA等技术,首次系统解析了HSD10与Aβ42的独立及协同毒性机制。
HSD10过表达诱导独特的代谢崩溃
通过半乳糖培养暴露线粒体脆弱性,研究发现HSD10过表达细胞出现三羧酸循环(TCA cycle)全面抑制和β-氧化能力下降,这与17β-雌二醇(E2)代谢紊乱相关。令人惊讶的是,催化失活的HSD10mut完全丧失毒性,证实酶活性是致病关键。

APPSwe/Ind触发代谢代偿反应
与HSD10不同,APPSwe/Ind细胞表现出葡萄糖超代谢和β-氧化增强的"双引擎驱动"模式,这可能是细胞应对Aβ42毒性的代偿策略。质谱证实细胞分泌的Aβ42形成13-19 kDa寡聚体,其抑制内源性HSD10活性的效力比合成Aβ更高。

抑制剂34的双重保护作用
在治疗探索中,苯并噻唑类抑制剂34展现出独特优势:不仅能逆转HSD10过表达导致的ATP下降(提升18%),在Aβ42环境中仍可降低细胞毒性7%。相比之下,不可逆抑制剂AG18051在Aβ42存在时失效,提示34可能通过干扰HSD10-Aβ相互作用发挥疗效。

这项研究颠覆性地证实HSD10是AD的独立病理因素,其通过干扰E2代谢导致能量危机,而Aβ42则引发代谢代偿直至系统崩溃。更关键的是,研究者建立的"半乳糖压力-细胞模型"为神经退行性疾病研究提供了新范式,而抑制剂34的双重作用机制为开发靶向线粒体-淀粉样蛋白交叉通路的药物开辟了道路。当全球AD研究聚焦于清除Aβ时,这项研究提醒我们:修复代谢紊乱可能是阻止神经元死亡的另一个关键按钮。
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