TIE-2表达失调与血脑屏障渗漏性及阿尔茨海默病相关神经病理改变相关

《Brain Pathology》：Dysregulated TIE-2 expression is associated with blood-brain barrier leakiness and Alzheimer's disease-related neuropathology

　　

脑低灌注和血脑屏障（BBB）渗漏性与认知下降以及阿尔茨海默病（AD）中Aβ和tau病理的发生与扩展相关。血管生成素/TIE（ANGPT/TIE）信号传导受扰会导致神经血管不稳定和BBB渗漏性，在AD小鼠模型中加速认知衰退和疾病病理。为探索人类AD中的ANGPT/TIE信号传导，研究人员在两个独立的临床痴呆队列中采用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测脑脊液（CSF）TIE-1和TIE-2水平，并在神经系统正常个体的配对CSF和血清样本中检测血清及CSF Tie-1/-2。研究人员在尸检人类顶叶皮层的粗匀浆（CH）和微血管富集组分（MVFs）中采用ELISA测定ANGPT1、ANGPT2、TIE-1和TIE-2水平，并分析其与脑灌注生化标志物MAG:PLP1及BBB渗漏性标志物（实质内纤维蛋白原）的关系，样本包括对照组、AD组和血管性痴呆（VaD）组。AD生物标志物阳性个体的CSF可溶性TIE-2升高，且与CSF总tau（t-tau）、磷酸化tau（p-tau）以及BBB渗漏性、神经元损伤和神经炎症标志物呈正相关。组织TIE-2水平在Braak缠结分期（BS）III-IV，即具有AD早—中期间病理改变的脑组织中显著降低；在终末期AD病理（BSV-VI）中，MVFs内TIE-2低于对照组或VaD组。MVF TIE-2较低的水平与脑低灌注及BBB渗漏性标志物相关。该研究揭示了CSF中TIE-2升高与组织中TIE-2降低之间的相互关系，并表明这种关系与tau病理、BBB渗漏性和脑低灌注标志物相关，为AD中的ANGPT/TIE信号传导提供了新的认识。

该论文发表于《Brain Pathology》，聚焦阿尔茨海默病（AD）中神经血管单元异常与血脑屏障（BBB）损伤的分子基础。既往研究已表明，脑低灌注、脑淀粉样血管病（CAA）和脑小血管病（cSVD）在AD中十分常见，并与认知衰退及Aβ、tau病理扩展密切相关。与此同时，血管生成素/TIE（ANGPT/TIE）信号通路是维持血管稳定性的关键调控轴：周细胞分泌的ANGPT1可激活内皮细胞TIE-2受体以维持血管稳态，而ANGPT2常被视为拮抗或干扰TIE-2保护性信号的分子，与BBB破坏和神经血管失稳相关。此前在人类AD研究中，ANGPT2升高已有较多证据支持，但TIE-1和TIE-2是否也发生异常、其变化发生在何种病程阶段、以及是否与脑低灌注和BBB渗漏直接相关，仍缺乏系统性的人体证据。因此，开展本研究的必要性在于：从脑脊液（CSF）和脑组织两个层面，系统描绘ANGPT/TIE信号轴在AD中的异常模式，并评估其与tau病理、神经炎症、神经元损伤、脑灌注不足及BBB破坏之间的关联。

研究人员围绕这一问题开展了临床样本与尸检脑组织相结合的分析。结果显示，CSF中可溶性TIE-2（sTIE-2）在AD相关生物标志物阳性个体中升高，且与t-tau、p-tau及多种BBB渗漏、神经元损伤和神经炎症指标呈正相关；与之相对，顶叶皮层组织尤其是微血管富集组分（MVFs）中的TIE-2表达下降，并且这种下降与脑低灌注和BBB渗漏性增强相关。研究由此提出，AD中存在CSF TIE-2升高与组织TIE-2降低并存的异常模式，提示TIE-2失调可能参与神经血管稳态破坏，并与AD相关病理进展密切耦联。该发现的重要意义在于，它将TIE-2从既往相对次要的血管信号分子，提升为连接tau病理、脑血流障碍与BBB破坏的重要候选分子，也为AD神经血管机制研究提供了新的生物标志物和潜在干预线索。

在技术方法方面，研究主要采用三类策略。第一，纳入两个独立临床CSF队列及一个神经系统正常个体配对CSF/血清队列，使用酶联免疫吸附测定（ELISA）检测sTIE-1、sTIE-2及相关标志物，并结合Qalb等指标分析BBB通透性。第二，采用英国South West Dementia Brain Bank提供的尸检顶叶内侧皮层样本，分离粗匀浆（CH）和微血管富集组分（MVFs），检测ANGPT1、ANGPT2、TIE-1和TIE-2表达。第三，以MAG:PLP1比值评估生前慢性脑低灌注，以脑组织纤维蛋白原评估BBB渗漏性，并进行Braak缠结分期、疾病分组及相关性统计分析。

在研究结果部分，论文首先给出的标题是“3.1 CSF sTIE-2 is elevated in AD and associated with CSF tau and BBB leakiness”。该部分基于临床CSF队列分析显示，在按Aβ和tau标准划分的AD组中，CSF sTIE-2显著升高，并与t-tau及p-tau₁₈₁呈显著正相关，而与Aβ_1-42无相关性。这提示TIE-2异常与tau相关神经变性联系更为紧密，而非直接对应淀粉样蛋白负荷。相比之下，sTIE-1在AD中无显著变化，仅与p-tau₁₈₁存在较弱相关。进一步分析BBB相关指标发现，CSF sTIE-2与白蛋白、纤维蛋白原、sPDGFRβ等BBB渗漏或周细胞损伤标志物相关，其中与sPDGFRβ的相关性尤强，支持其与神经血管单元损伤的紧密关系。

在第二个临床队列中，尽管按临床诊断分组后，CU、MCI和AD之间的sTIE-1和sTIE-2绝对水平差异不显著，但相关性热图显示，二者与Aβ_1-40、t-tau、p-tau₁₈₁、神经丝轻链（NFL）、神经颗粒蛋白（Ng）、α-syn以及胶质纤维酸性蛋白（GFAP）、YKL40、sTREM2等神经炎症和神经元损伤指标存在广泛正相关。这些关联在认知正常但处于风险状态者（CU）及MCI组中更强，而在AD组中较弱或缺失，提示TIE信号异常可能在临床痴呆形成之前即已出现，并与早期神经血管失稳相伴。利用配对CSF/血清样本进一步分析后，研究人员发现CSF sTIE-2与Qalb呈强正相关，而sTIE-1无此关系；血清sTIE-1和sTIE-2仅表现出接近显著的趋势，且与CSF对应指标不相关。该结果表明，CSF sTIE-2较可能反映中枢来源的BBB异常，而非外周简单镜像。

论文第二个结果标题为“3.2 TIE-2 level is lower in crude and microvessel-enriched fractions of parietal cortex in AD and associated with markers of cerebral hypoperfusion and BBB leakiness”。在脑组织层面，研究人员测定了顶叶皮层CH与MVFs中的ANGPT/TIE蛋白，并按Braak缠结分期分析其与病理进展的关系。结果显示，在CH中，ANGPT1和ANGPT2在BSIII-IV阶段低于BSV-VI，而TIE-1在各期无变化；最值得关注的是，TIE-2在BSIII-IV阶段显著低于BS0-II和BSV-VI，说明在AD早—中期间即出现组织TIE-2下降。MVFs分析进一步表明，ANGPT2和TIE-1在不同Braak分期中无显著变化，但TIE-2在BSV-VI阶段低于BS0-II；采用CD31校正血管密度后，这一差异更为显著，提示该变化并非单纯由血管数量差异造成，而更可能反映单位血管内TIE-2表达下降。

当按照对照组、AD组和血管性痴呆（VaD）组比较时，CH中的ANGPT1、ANGPT2、TIE-1和TIE-2均未见显著组间差异；但在MVFs中，AD组TIE-2显著低于对照组，且经CD31校正后差异进一步增强。MVF中的ANGPT2在AD组低于VaD组，而TIE-1仍无明显变化。由此可见，TIE-2下降主要体现于微血管组分，而不是整体脑组织平均水平，强调其与脑微血管病理的特异联系。

为明确这些变化是否与脑血流和BBB功能受损有关，研究人员将对照与AD病例合并进行相关性分析。结果显示，MAG:PLP1比值在BSV-VI阶段显著下降，并在AD中低于对照或VaD，支持AD晚期存在更明显的慢性脑低灌注。MVF TIE-2与MAG:PLP1呈正相关，说明TIE-2越低，脑灌注不足越明显。另一方面，脑组织纤维蛋白原作为BBB渗漏标志物，在合并队列中与MVF TIE-2呈负相关，即TIE-2越低，BBB渗漏越重。CH中的ANGPT1和ANGPT2则与纤维蛋白原呈正相关，与MAG:PLP1分别呈正负相关中的有限模式，但整体而言，TIE-2是与脑低灌注和BBB渗漏联系最直接、最一致的分子指标。

讨论部分指出，本研究在人体AD中补充并拓展了既往动物与转录组学证据。既往工作已证明内皮ANGPT2升高可促进BBB破坏、神经炎症及Aβ病理；本研究则进一步表明，TIE-2同样发生显著失调，而且呈现“CSF升高—组织降低”的相反变化模式。研究人员认为，这种模式可能反映膜结合型TIE-2在内皮损伤后发生蛋白水解切割与脱落，从而导致组织中受体减少而CSF中可溶性片段增加。讨论同时指出，CSF中的TIE-2也可能部分来自非血管来源，如神经元和胶质细胞，但该机制仍需后续研究厘清。论文还强调，sTIE-2与tau、神经元损伤、炎症及BBB异常的相关性在CU和MCI阶段更强，提示其可能在临床AD确诊前已能反映神经血管改变。

作者也明确了研究局限。其一，尽管CSF结果在两个独立队列中得到重复验证，但总体样本量仍然有限。其二，研究为横断面设计，无法判断时间先后与因果关系。其三，部分潜在混杂因素如血管共病和APOE基因型信息缺失。其四，配对CSF/血清分析仅基于少量神经系统正常个体，血清TIE-2作为替代性标志物的价值仍需在更大、与疾病相关的人群中验证。其五，尸检组织的生化检测虽可揭示与脑灌注和BBB完整性的关联，但无法在细胞或机制层面直接解析TIE-2失调的来源和作用。

研究结论部分可译为：综上，研究人员提出了AD中ANGPT/TIE信号通路异常的证据，具体表现为脑脊液sTIE-2升高，同时顶叶皮层组织内TIE-2丢失，并且这种变化与BBB损伤、脑低灌注和tau病理标志物相关。这些异常在AD早期病理阶段即可检测到，而CSF变化早于临床AD诊断出现。