综述：阿尔茨海默病的体外细胞系模型：诱导范式、靶向机制及验证要求的系统回顾与机制基础证据图谱

《Ageing Research Reviews》：In Vitro Cell-Line Models of Alzheimer’s Disease: A Systematic Review and Mechanism-Based Evidence Map of Induction Paradigms, Targeted Mechanisms, and Validation Requirements

　　**摘要**

**背景**
体外细胞系模型对于研究阿尔茨海默病（AD）复杂且相互关联的机制至关重要。虽然这些模型在针对机制的筛选中具有很高的可操作性，但其转化应用效果取决于生物学研究内容与合适的细胞系统、诱导策略以及实验结果的精确匹配。

**方法**
本次系统综述和基于机制的证据图谱检索了PubMed数据库（从数据库建立至今至2026年5月1日的文献），涵盖了93项关于神经元、胶质细胞、内皮细胞以及高保真度多细胞系统的原创实验研究。提取的数据按细胞类型、诱导方法、靶向机制和解释范围进行了分类和整理。

**结果**
综合证据表明，与AD相关的体外系统并非通用的全疾病模型，而是基于特定机制的工具。SH-SY5Y细胞主要用于研究Aβ相关的神经元毒性及一般性筛选；Neuro-2a（N2a）细胞适用于评估APP的加工过程和淀粉样蛋白的形成；HT-22细胞专门用于模拟氧化性谷氨酸毒性及铁死亡相关的损伤；而PC12细胞主要用于研究NGF依赖性的神经突起生物学和神经保护作用。

**结论**
虽然经典细胞系在初步的机制研究中仍然至关重要，但要确立疾病层面的相关性，还需要通过多种验证方法以及高保真度的人体模型（如多细胞类器官或血脑屏障系统）来进行验证。

**引言**
阿尔茨海默病（AD）是一种由多种生物过程相互作用引起的进行性神经退行性疾病，而非由单一分子异常导致。AD的核心机制包括Aβ积累和APP加工紊乱、tau蛋白过度磷酸化与聚集、神经炎症激活、突触功能障碍以及神经元逐渐丧失（Hampel等，2021；Heneka等，2015；Scheltens等，2021；Shankar等，2007；Zhang等，2024）。其他与疾病相关的机制，尤其是氧化损伤和线粒体功能障碍，也促进了AD的发病机制和疾病进展（D’Alessandro等，2025；Perluigi等，2024）。这种生物学复杂性给实验建模带来了巨大挑战。老化的人脑、多细胞相互作用、区域脆弱性以及AD特有的慢性时间进程无法在体外系统中完全再现（Cetin等，2022；Fernandes等，2024；Slanzi等，2020）。尽管存在这些限制，体外细胞系模型在AD研究中仍具有价值：它们能够控制地研究特定细胞机制、进行通路层面的测试、筛选候选化合物，并在可操作的实验条件下可重复地测量细胞损伤或保护作用（Cetin等，2022；Kovalevich和Langford，2013；Slanzi等，2020）。其科学价值不在于完全模拟AD本身，而在于回答与AD相关的具体机制问题。

**主要局限性**
本综述指出，细胞系研究往往仅根据模型名称进行分类，这种方法忽略了诱发AD样或AD相关细胞变化的具体策略，同时也掩盖了实际研究的生物学机制。例如，SH-SY5Y细胞主要用于研究Aβ相关的细胞毒性，而非模拟整个疾病状态；瑞典APP表达的Neuro-2a细胞则用于研究淀粉样蛋白的生成过程；经谷氨酸处理的HT-22细胞用于模拟氧化性谷氨酸毒性、谷胱甘肽耗竭及氧化/铁死亡相关的神经元死亡，因此它们更适用于与氧化损伤和神经保护相关的筛选，而非直接模拟AD病理（Davis和Maher，1994；Lewerenz等，2018；Maher等，2020；Prasansuklab等，2023）；而经Okadaic酸处理的SH-SY5Y细胞则用于模拟磷酸酶抑制和tau蛋白过度磷酸化相关的细胞变化（Boban等，2019）。

**现有文献的不足**
以往的文献多从特定但有限的角度审视AD细胞系模型，缺乏对不同模型之间差异的系统性分析。虽然有一些高质量综述涵盖了化学、肽类和基因诱导策略，但这些研究将证据主要围绕诱导剂进行组织，未能系统地将每种诱导方法与其靶定的生物学机制联系起来，也未明确各模型所需的验证要求（Prajapat等，2023）。另一项综述虽然涵盖了多种AD建模平台（细胞系、iPSC衍生的神经元、类器官和共培养系统），但按平台类别而非具体机制进行分类，未能构建一个统一的、基于机制的证据框架（Adak等，2025）。最近的一项系统综述专门分析了SH-SY5Y细胞作为Aβ诱导的神经元毒性模型，但指出了Aβ制备、浓度、分化状态和存活率检测方法上的方法学差异（Pinheiro等，2026）。尽管这些研究强调了单细胞系在单一诱导条件下的标准化问题，却未解决不同细胞系统应如何根据具体AD相关生物目标进行选择和解释的跨模型、跨机制问题。关于PC12细胞的综述也涵盖了培养条件、分化方法、诱导剂和评估方法（Xie等，2023），但未能将其与其他细胞系进行机制上的比较。

**本综述的贡献**
本研究通过系统整理和综合现有文献，填补了这一空白，为AD研究提供了全面的“证据图谱”，回答了四个关键问题：使用了哪些细胞系、哪些策略能够诱导AD样细胞变化、哪些生物学机制受到靶向，以及哪些研究支持这些模型与机制之间的关系。该图谱明确了各模型与其诱导策略、靶机制、实验结果及基础文献之间的关联。未来研究可以利用这一框架来合理选择细胞系、诱导方法和验证方法，提高模型选择的透明度。

**研究方法**
本系统综述和基于机制的证据图谱的撰写遵循了PRISMA 2020指南（适用于非临床体外细胞系研究的指南），使用PubMed/MEDLINE数据库进行了结构化文献检索（检索时间范围为数据库建立至今至2026年5月1日），未对检索记录的语言进行限制。

**伦理声明**
不适用。

**作者信息**
作者信息不详。

**资金支持**
本研究未获得任何资助。

**利益冲突**
作者声明无利益冲突。

**致谢**
不适用。

**数据可用性**
本综述中使用的数据均附在补充材料中。

**地址**
Hajar Al-Ghamdi
沙特阿拉伯Hafr Al Batin大学药学院药学实践系