脑血管内皮细胞p16INK4A表达诱导脑小血管病表型：一种新型衰老相关动物模型的建立

本研究通过AAV载体在脑血管内皮细胞中特异性表达衰老标志物p16INK4A，成功构建了模拟脑小血管病（cSVD）的小鼠模型。研究人员发现该模型可重现血脑屏障损伤、神经血管解耦及脑血流减少等典型病理特征，并揭示VCAM1介导的白细胞黏附是关键机制。该研究为探索血管性认知障碍（VCID）与阿尔茨海默病（AD）的共病机制提供了新工具，发表于《Acta Neuropathologica Communications》。

　　

脑小血管病（cerebral small vessel disease, cSVD）作为血管性认知障碍和痴呆（VCID）的主要病因，与阿尔茨海默病（AD）病理存在高度关联。随着全球老龄化加剧，建立能模拟cSVD关键特征的动物模型成为迫切需求。衰老作为cSVD的核心风险因素，其驱动的脑血管内皮细胞衰老在疾病发生中的作用尚不明确。

Mayo Clinic Jacksonville的研究团队创新性地利用AAV-BR1载体（一种靶向脑血管内皮细胞的腺相关病毒）在成年野生型小鼠中诱导CDKN2A/p16^INK4A表达。这种单次腹腔注射的干预方式，成功构建了具有操作简便性和靶向性优势的cSVD模型。研究发现，p16^INK4A表达可触发血脑屏障破坏、脑血流灌注不足等典型表型，并通过单细胞测序揭示了VCAM1介导的白细胞-内皮细胞相互作用机制。该成果为理解血管衰老与神经退行性疾病的关联提供了新视角，相关论文发表于《Acta Neuropathologica Communications》。

关键技术方法包括：1）AAV-BR1载体构建与腹腔注射；2）激光散斑对比成像（LASCA）评估神经血管耦合；3）双光子活体显微镜观测毛细血管血流动力学；4）脑微血管分离与免疫荧光分析；5）单细胞RNA测序解析血管细胞转录组特征。

主要研究结果

Gene delivery of CDKN2A/p16^INK4A into cerebrovascular endothelial cells

通过AAV-BR1载体实现脑血管内皮细胞特异性转导，免疫荧光证实p16^INK4A在CD31⁺微血管中的表达，且不影响内源性细胞周期抑制因子表达。

Disturbed BBB integrity

免疫染色显示紧密连接蛋白occludin显著减少，ELISA检测到脑内IgG和纤维蛋白原渗漏，提示血脑屏障完整性破坏。

Neurovascular uncoupling and reduced CBF

LASCA显示神经血管耦合反应减弱40%，双光子显微镜观测到毛细血管血流速度下降28%，白细胞黏附导致的毛细血管"停滞"现象增加2.3倍。

Altered brain transcriptomic signatures

单细胞测序发现内皮细胞VCAM1表达上调3.5倍，GO分析显示"白细胞迁移正调控"通路显著激活，与活体观测到的白细胞黏附现象相互验证。

研究结论与意义

该研究首次证实脑血管内皮细胞p16^INK4A表达足以诱发cSVD核心表型，其机制涉及：1）通过VCAM1介导白细胞-内皮细胞相互作用；2）破坏神经血管单元功能耦合；3）抑制Notch3和Col4a等血管稳态相关通路。创建的AAV-p16模型相比传统手术模型（如BCAS）具有操作简便、靶向性强等优势，为研究血管衰老与认知障碍的因果关系提供了新工具。

该发现具有双重转化价值：理论上阐明了p16^INK4A在血管衰老中的核心作用；应用上为开发抗VCAM1疗法或senolytic（衰老细胞清除剂）干预策略提供了 preclinical 模型。研究还提示脑血管衰老可能是AD与VCID共病的分子桥梁，为理解神经退行性疾病的血管假说提供了新证据。