《Nature Aging》:Fibronectin mediates APOE4-driven blood–brain barrier dysfunction in Alzheimer’s disease
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血脑屏障(BBB)功能障碍是阿尔茨海默病(AD)的早期特征,在携带APOE ε4等位基因的个体中尤为显著,但将APOE ε4与BBB衰竭联系起来的机制仍不清楚。在此,研究人员表明,星形胶质细胞来源的纤连蛋白(FN1)是AD中载脂蛋白E4(APOE4)驱动的BB
血脑屏障(BBB)功能障碍是阿尔茨海默病(AD)的早期特征,在携带APOE ε4等位基因的个体中尤为显著,但将APOE ε4与BBB衰竭联系起来的机制仍不清楚。在此,研究人员表明,星形胶质细胞来源的纤连蛋白(FN1)是AD中载脂蛋白E4(APOE4)驱动的BBB功能障碍的关键介质。利用死后人脑组织、人三维血管模型和体内模型,研究人员证明APOE4、淀粉样蛋白-β42(amyloid-β42)和炎症信号诱导星形胶质细胞FN1上调和过度血管周围沉积。纤连蛋白积累足以导致BBB渗漏,并通过整合素介导的黏着斑激酶活性破坏VEGF/HB-EGF/IGF-1信号通路。减少纤连蛋白或恢复生长因子信号在体外和体内均能挽救BBB功能。总之,来自实验模型、人脑组织和临床数据集的证据将纤连蛋白确定为APOE4驱动的胶质血管功能障碍的近端介质,并强调FN1是AD中血管和BBB功能障碍的潜在治疗靶点。
论文解读:纤连蛋白介导APOE4驱动的阿尔茨海默病血脑屏障功能障碍
一、研究背景与目的
阿尔茨海默病(AD)是最常见的神经退行性疾病,血脑屏障(BBB)功能障碍是其早期特征,尤其在携带APOE ε4等位基因(晚发型AD最强的遗传风险因子)的个体中更为显著。细胞外基质(ECM)重塑参与BBB功能障碍,但载脂蛋白E4(APOE4)与ECM重塑之间的机制联系仍不清楚。研究人员此前报道,APOE ε4携带的AD患者在BBB胶质血管界面有纤连蛋白沉积,且纤连蛋白1(FN1)的功能缺失保护性变异可将AD风险降低71%,提示纤连蛋白是APOE4下游介质,但其致病机制未明。为此,研究人员整合人类遗传学、死后神经病理学、脑脊液(CSF)分析、单细胞转录组学、人诱导多能干细胞(iPS细胞)来源的脑血管模型及斑马鱼和小鼠模型,确立纤连蛋白在APOE4驱动的BBB功能障碍中的作用。该研究发表于《Nature Aging》。
二、主要技术方法概