人类神经元阿尔茨海默病模型揭示衰老细胞清除疗法的临床转化障碍

本研究针对阿尔茨海默病（AD）药物开发中动物模型与临床转化脱节的问题，建立了可成熟培养的商业化冷冻保存人原代神经元/星形胶质细胞共培养体系。通过Aβ1-42诱导的AD体外模型，评估了NK92细胞、Navitoclax（NAV）和Dasatinib-Quercetin（DQ）三种衰老细胞清除（Senolytic）策略的选择性，发现NAV存在非选择性神经毒性，而NK92细胞在清除衰老样细胞时伴随脱靶效应，为CNS靶向治疗开发提供了重要安全性警示。

　　

在阿尔茨海默病（AD）药物研发领域，一个长期存在的困境是动物模型中的治疗成功难以转化为临床疗效。这种"从实验室到病床"的转化鸿沟，部分源于物种差异——小鼠大脑与人类大脑在细胞组成、代谢特征和药物响应等方面存在显著区别。更令人担忧的是，许多实验性药物在进入人体试验前，往往缺乏在人类模型中的验证。随着衰老细胞（Senescent cells）作为AD治疗新靶点的兴起，这种验证缺口变得尤为突出。已有研究表明，清除大脑中的衰老细胞可以改善AD模型动物的病理和认知功能，但不同衰老细胞清除策略（Senolytics）的神经安全性仍是个未知数。

针对这一关键问题，Buck衰老研究所（Buck Institute for Research on Aging）的研究团队在《Alzheimer's Research & Therapy》发表了一项开创性研究。他们开发了一种可稳定培养超过100天的商业化冷冻保存人原代神经元/星形胶质细胞共培养系统，建立了Aβ_1-42诱导的AD体外模型，并系统评估了三种衰老细胞清除策略的选择性和安全性。这项研究为AD药物开发提供了重要的人类细胞水平安全性数据。

研究主要采用了三种关键技术方法：（1）优化冷冻保存人原代神经元成熟培养方案，通过阶段性培养基更换和条件培养基保留实现长期培养；（2）建立Aβ_1-42寡聚体处理诱导的细胞衰老模型；（3）综合应用共聚焦光谱扫描线性解混、免疫细胞化学定量分析和活细胞成像等技术，评估NK92细胞共培养、NAV和DQ处理对神经元和星形胶质细胞的选择性毒性。

人类神经元培养体系的成熟特征
研究团队成功将商业化的冷冻保存人原代神经元培养至100天以上（DIV），证实这些细胞表达成熟神经元标志物（NeuN、MAP2、tau和Ankyrin-G）。通过分析突触标记物Synapsin I（突触前标记）与Homer1/PSD95（突触后标记）的表达动态，发现14-28 DIV期间突触发育显著增强，28-43 DIV趋于稳定，为模拟成人脑提供了合适的时间窗口。

NK92细胞共培养的选择性分析
在Aβ处理的培养体系中，NK92细胞表现出对具有衰老样表型（LaminB1^lo/HMGB1^lo）神经元的优先清除，但同时存在显著的脱靶毒性。定量分析显示，NK92处理使Aβ组中LaminB1^lo/HMGB1^lo神经元丢失显著高于对照组（p=0.009），但同时也普遍增加了核内活化的Caspase-3（aCasp3）水平，表明非选择性细胞凋亡。

Navitoclax的神经毒性
Bcl-2家族抑制剂NAV在4-8μM浓度下导致明显的非选择性神经毒性，表现为MAP2阳性神经元突触体积减少（p<0.001）和广泛的凋亡细胞残留。即使在0.5μM的较低浓度下，NAV仍显著增加总体凋亡（p=0.031），并意外降低神经元LaminB1水平（p=0.047），这与预期的衰老细胞清除效应相反。

DQ组合的安全性特征
Dasatinib（4μM）与Quercetin（30μM）联用未显示明显神经毒性，但可能引起轻度的非选择性星形胶质细胞损失。值得注意的是，DQ处理未显著影响LaminB1或HMGB1水平，提示在该模型中未表现出预期的衰老细胞清除活性。

这项研究揭示了不同衰老细胞清除策略在人类神经元模型中的差异化效应：NK92细胞虽然能够靶向清除衰老样细胞，但伴随显著的脱靶毒性；NAV表现出剂量依赖的神经毒性；而DQ则显示出相对安全的特征。这些发现对AD治疗开发具有重要启示：（1）直接靶向Bcl-2抗凋亡蛋白家族（如NAV的作用机制）可能不适合中枢神经系统干预；（2）基于NK细胞免疫清除的策略需要优化选择性；（3）人类相关模型在临床前安全性评估中具有不可替代的价值。研究建立的成熟人神经元培养体系，为神经退行性疾病研究和药物筛选提供了重要的实验平台。

特别值得注意的是，这些发现与某些小鼠模型研究结果存在差异，强调了物种特异性验证的必要性。例如，NAV在小鼠模型中显示良好的神经安全性，但在人类神经元中却表现出毒性，这种差异可能源于人类神经元独特的抗凋亡通路调控机制。研究团队指出，未来衰老细胞清除疗法的开发需要更精确的靶向策略，可能需要对Bcl-2家族成员进行选择性抑制，或开发新型血脑屏障（BBB）穿透性化合物。这项研究为AD治疗领域的转化研究树立了新的安全评估标准。