《Neuroscience》：Anti-ASC antibodies alleviate Alzheimer’s disease–type pathology in APP/PS1 mice
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阿尔茨海默病（AD）中ASC蛋白的N端和C端结构域通过抑制BACE1减少Aβ生成，抗体干预可减轻细胞凋亡、改善APP/PS1小鼠认知功能并抑制Aβ沉积和tau磷酸化，提示靶向ASC免疫治疗可能有效。
刘赫|朱晓鹏|邓娟|龙岩
陆军军医大学（第三军医大学）大坪医院健康管理系，中国重庆400042
摘要
背景与目的
凋亡相关斑点样蛋白（ASC）含有半胱天冬酶募集结构域（caspase recruitment domain），可能通过促进β-淀粉样蛋白（Aβ）的聚集而参与阿尔茨海默病（AD）的发病机制。ASC蛋白主要由N端的吡啉结构域（PYD）和C端的半胱天冬酶募集结构域（CARD）组成。本研究旨在探讨ASC这两个结构域在AD中的作用。
方法
SH-SY5Y-APP695细胞被用针对N端结构域的ASC中和抗体（anti-ASC N-terminal antibodies）或C端结构域的ASC中和抗体（anti-ASC C-terminal antibodies）处理。检测了细胞的凋亡情况和Aβ的产生情况。8个月大的APP/PS1小鼠接受了侧脑室注射anti-ASC N-terminal抗体或anti-ASC C-terminal抗体。评估了这些小鼠的认知功能及AD样病理变化。
结果
anti-ASC N-terminal抗体和C-terminal抗体通过抑制BACE1在体外降低了细胞凋亡和线粒体损伤，并减少了Aβ的产生。此外，脑室内注射anti-ASC N-terminal抗体和C-terminal抗体改善了APP/PS1小鼠的认知障碍，减少了Aβ沉积、tau蛋白过度磷酸化以及神经炎症。
结论
anti-ASC N-terminal抗体和C-terminal抗体可能具有神经保护作用，表现为减少细胞凋亡、改善认知功能以及缓解AD小鼠的AD样病理变化。针对ASC的免疫疗法在治疗AD方面具有潜力。
引言
阿尔茨海默病（AD）是一种以进行性认知衰退为特征的神经退行性疾病（Ferrari和Sorbi，2021）。AD的主要病理特征是由β-淀粉样蛋白（Aβ）组成的淀粉样斑块以及由于tau蛋白过度磷酸化而形成的神经纤维缠结（Wang等人，2020）。Aβ是主要的致病因子（Scheltens等人，2021）。尽管最近的临床试验表明，针对Aβ的免疫疗法Lecanemab和Aducanumab可以在一定程度上延缓AD患者的认知衰退，但它们无法阻止或逆转AD的进展（Soderberg等人，2022；Decourt等人，2021）。这可能与干预时机较晚有关，因为Aβ的病理沉积和扩散可能在症状出现前几十年就已经开始（Crous-Bou等人，2017；Carrillo等人，2013；DeMarshall等人，2023）。早期识别并干预促进Aβ积累的内部和外部动态因素对于尽早减少其积累、潜在地治疗AD具有重要意义。
凋亡相关斑点样蛋白（ASC）是炎性小体（inflammasomes）的关键适配蛋白，参与凋亡、炎症和免疫反应（Shiohara等人，2002；Bakele等人，2014）。ASC斑点与Aβ的相互作用会导致APP/PS1dE9小鼠的神经退行性变和进一步的认知缺陷（Venegas等人，2017）。轻度认知障碍和AD患者的血浆ASC水平高于健康人（Scott等人，2020）。ASC在Aβ的积累和沉积中起重要作用，可能是Aβ聚集的外部因素。ASC由两个保守的结构域组成：吡啉结构域（PYD）和半胱天冬酶募集结构域（CARD），这两个结构域可以促进同型相互作用（Masumoto等人，1999；Hoss等人，2017）。例如，在动脉粥样硬化的研究中，PYD结构域对于NLRP3的相互作用至关重要（Duewell等人，2010）；而在某些自身免疫性疾病中，CARD结构域则介导下游效应功能，引发全身性炎症（Li等人，2020）。不同ASC结构域在AD中的作用尚不清楚，需要进一步研究。
本研究旨在探讨针对ASC的PYD或CARD结构的抗体是否在AD病理过程中起作用。我们发现，针对PYD和CARD结构的anti-ASC抗体都能减少细胞凋亡、缓解AD样病理变化，并改善认知障碍。anti-ASC抗体可能具有神经保护作用，并展现出治疗AD的潜力。
伦理委员会批准
我们严格遵循《赫尔辛基宣言》和国际良好临床实践协调会议的指南进行本研究。该研究获得了陆军军医大学动物福利委员会的批准，委员会批准了本研究的所有动物饲养程序和实践（AMUWEC-20226266）。
细胞培养与处理
人类神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y）被稳定转染了人类野生型APP695基因（SH-SY5Y-APP695）。这些细胞在Dulbecco改良的培养基中培养。anti-ASC抗体减少了外源性ASC引起的细胞凋亡和线粒体损伤
细胞外的ASC斑点类似于危险信号，会导致炎性小体的持续激活。我们之前的研究表明，anti-ASC抗体可以减少外源性ASC斑点的形成（图S1）。为了验证anti-ASC抗体对外源性ASC诱导的细胞活性的影响，进行了CCK8检测。如图1C所示，CCK8检测结果显示，无论是ASC N端抗体还是C端抗体都能恢复因外源性ASC而降低的SH-SY5Y-APP细胞的活力。
讨论
在过去十年中，Aβ级联假说一直主导着AD的发病机制（McGeer和McGeer，2013）。该假说认为，Aβ的过度产生和清除会导致Aβ的异常沉积，进而引发一系列病理变化，如tau蛋白过度磷酸化、神经炎症和氧化应激，最终导致神经元丢失和认知功能障碍（Si等人，2023；Salloway等人，2022）。
作者贡献声明
刘赫：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据分析。
朱晓鹏：项目管理，方法学研究，资金获取，数据分析。
邓娟：项目协调，方法学研究，资金申请，数据分析。
龙岩：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，数据可视化，方法学研究，概念构思。
