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淀粉样蛋白-β（Amyloid-β，Aβ）沉积与神经炎症是阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）的核心特征，但炎症信号如何连接至γ-分泌酶（γ-secretase）激活的分子机制仍不清楚。研究人员利用基于细胞的cDNA文库功能获得性筛选，
淀粉样蛋白-β（Amyloid-β，Aβ）沉积与神经炎症是阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）的核心特征，但炎症信号如何连接至γ-分泌酶（γ-secretase）激活的分子机制仍不清楚。研究人员利用基于细胞的cDNA文库功能获得性筛选，鉴定出烟酰胺磷酸核糖转移酶（Nicotinamide phosphoribosyltransferase，NAMPT）是γ-分泌酶活性的正调控因子。研究人员发现胞外NAMPT（extracellular NAMPT，eNAMPT）作为一种旁分泌因子，结合细胞表面干扰素诱导跨膜蛋白3（Interferon-induced transmembrane protein 3，IFITM3），增强其蛋白稳定性，并促进γ-分泌酶复合体组装，从而提升淀粉样蛋白生成加工，该过程不依赖其NAD+生物合成功能。在病理上，AD患者与小鼠模型中NAMPT水平升高。脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）诱导的全身炎症可增强NAMPT表达，促进NAMPT-IFITM3相互作用及γ-分泌酶复合体组装；而使用抗体中和eNAMPT可抑制LPS诱导的γ-分泌酶激活。这些发现确立eNAMPT-IFITM3轴作为连接神经炎症与γ-分泌酶介导AD病理的关键分子链路。
论文解读：《iScience》发表eNAMPT-IFITM3轴连接神经炎症与γ-分泌酶激活研究
研究背景方面，阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）以淀粉样蛋白-β（Amyloid-β，Aβ）聚集沉积和神经炎症为核心病理特征。Aβ由APP经β-分泌酶（BACE）与γ-分泌酶（γ-secretase）连续切割产生，其中γ-分泌酶是淀粉样蛋白生成通路终端酶，其活性直接决定Aβ总产出。γ-分泌酶是由早老素（Presenilin，PS1或PS2）、嗜镍蛋白（Nicastrin，NCT）、前咽缺陷蛋白1（Anterior pharynx-defective 1，APH1）和早老素增强蛋白2（Presenilin enhancer 2，PEN2）组成的约440 kDa膜内复合体，还可切割Notch等底物。神经炎症是AD病理驱动因素且能激活γ-分泌酶，但反应性胶质细胞释放的、作用于邻近神经元并激活γ-分泌酶的分泌性炎症因子身份长期未知；同时，内溶酶体蛋白干扰素诱导跨膜蛋白3（Interferon-induced transmembrane protein 3，IFITM3）虽被证明可促进淀粉样蛋白生成加工，其炎症条件下的上游调控也不明确。烟酰胺磷酸核糖转移酶（Nicotinamide phosphoribosyltransferase，NAMPT）是NAD+补救途径限速酶，也可作为类细胞因子（pre-B-cell colony-enhancing factor，PBEF/visfatin）参与炎症，因此研究人员开展本研究以阐明炎症连接γ-分泌酶的分子缺失环节。
研究人员通过基于细胞的γ-分泌酶报告系统对1800个人类分泌蛋白cDNA文库进行功能获得性筛选，分离出NAMPT，并在细胞、原代脑细胞、AD患者脑脊液与皮层组织、3xTg及APP-NL-G-F小鼠、LPS炎症小鼠模型中，系统验证eNAMPT-IFITM3轴对γ-分泌酶及Aβ生成的调控。
主要关键技术方法包括：基于C99-GVP荧光素酶报告的cDNA文库功能获得性筛选；人AD与非AD脑脊液样本（Seoul National University Bundang Hospital提供）及皮层脑组织样本（Seoul National University Hospital Brain Bank提供）蛋白水平分析；3xTg-AD小鼠与APP-NL-G-F敲入小鼠及LPS腹腔注射炎症模型；原代小鼠皮层神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞条件培养基（CM）共处理；蓝原生聚丙烯酰胺凝胶电泳（Blue native-PAGE，BN-PAGE）分析γ-分泌酶全酶复合体；免疫沉淀（co-immunoprecipitation，coIP）与体外结合/竞争实验；单细胞RNA测序（scRNA-seq，GEO: GSE263094）注释脑细胞Nampt表达；抗NAMPT抗体体内中和实验。
研究结果如下。
NAMPT increases γ-secretase activity with a preference for APP processing：研究人员通过C99-GVP报告、AICD生成实验、分泌Aβ检测发现，NAMPT过表达提升γ-分泌酶活性与Aβ产生，敲低则降低；其对β-、α-分泌酶及Notch切割无显著影响，说明NAMPT选择性增强APP相关的γ-分泌酶加工。
γ-Secretase activity in neurons increases by glial cell-derived eNAMPT independent of its enzyme activity：scRNA-seq与免疫荧光显示LPS后星形胶质细胞和小胶质细胞Nampt/NAMPT显著上调；星形胶质细胞或BV2条件培养基经抗NAMPT抗体耗竭后丧失促γ-分泌酶活性，补加重组NAMPT（recombinant NAMPT，rNAMPT）可恢复；热变性rNAMPT和多黏菌素B实验表明该作用依赖蛋白结构而非内毒素，且不依赖NAD+合成酶活。
The rNAMPT directly binds to C-terminal domain of IFITM3 on cell surface：荧光标记rNAMPT在IFITM3敲除细胞中结合下降；coIP显示NAMPT野生型与催化缺失突变体H247A可结合IFITM3，分泌缺陷突变体S200D不能；体外实验表明rNAMPT在pH 7.4结合IFITM3胞外C端肽，酸性pH 6.5减弱结合，删除IFITM3 C端（ΔCT）消除结合与促γ-分泌酶效应，而删N端（ΔNT）不影响。
NAMPT regulates IFITM3-associated γ-secretase activity under inflammatory conditions：BN-PAGE显示NAMPT不改变γ-分泌酶总复合体量，但增加IFITM3嵌入γ-分泌酶全酶；LPS促AICD与IFITM3相关复合体形成依赖NAMPT；rNAMPT快速升高IFITM3蛋白水平但不改Ifitm3 mRNA，并通过降低泛素化延缓降解，从而增加IFITM3相关γ-分泌酶复合体。
NAMPT levels are elevated in the CSF and cortex of AD patients and AD model mice：AD患者脑脊液NAMPT约为非AD的8.3倍，与Aβ42负相关、与p-Tau181正相关，与Aβ42/p-Tau比值强负相关；AD皮层NAMPT升高且与IFITM3蛋白强正相关；3xTg小鼠随龄升高NAMPT、AICD及IFITM3相关γ-分泌酶复合体。
LPS administration promotes NAMPT-IFITM3 association and γ-secretase activation in WT and APP-NL-G-F mice：WT小鼠LPS 7天增强海马NAMPT-IFITM3及IFITM3-PS1结合；APP-NL-G-F小鼠LPS 20天进一步升高NAMPT，抗NAMPT抗体中和eNAMPT后IFITM3、AICD及IFITM3相关γ-分泌酶复合体下降，证明炎症驱动eNAMPT-IFITM3轴激活γ-分泌酶。
讨论部分总结：研究人员指出，eNAMPT作为反应性胶质细胞来源的旁分泌信号，经IFITM3增强内吞囊泡转运与IFITM3相关γ-分泌酶组装，从而把神经炎症耦联到Aβ生成；该调控不依赖TLR4或CCR5受体的已知通路，而是依赖IFITM3胞外C端稳定蛋白；AD中总NAMPT升高可由反应性胶质细胞上调、单体形式增加及检测人群/膜相关群体差异解释；外周组织如脂肪组织来源的循环NAMPT可经外周免疫激活跨血脑屏障参与神经炎症，关联2型糖尿病等代谢疾病与AD。研究局限包括eNAMPT-IFITM3如何精确改变γ-分泌酶动力学尚未完全解析、体内尚缺NAMPT直接敲除致淀粉样沉积或认知障碍证据、中枢与外周eNAMPT贡献未分开、胞内NAMPT作用未能完全排除。
研究结论部分翻译：本研究发现NAMPT调控γ-分泌酶的非经典作用，为神经炎症与AD发病提供关键分子链接。eNAMPT作为代谢与炎症疾病中的类细胞因子分子，在不影响α-或β-分泌酶前提下调控γ-分泌酶，且不依赖其酶活。AD患者脑脊液与皮层、3xTg及APP-NL-G-F小鼠中NAMPT升高具病理相关性。eNAMPT在细胞表面结合已知早老素调控因子IFITM3，提升IFITM3蛋白稳定性并增强IFITM3相关γ-分泌酶复合体形成；其主要源于反应性胶质细胞，是刺激神经元内吞囊泡转运与放大γ-分泌酶活性的上游旁分泌信号。LPS体内实验进一步证实炎症上调NAMPT可促进IFITM3嵌入γ-分泌酶成分并增强γ-分泌酶活性。该eNAMPT-IFITM3轴可作为减少淀粉样病理且保留Notch信号的治疗靶点，eNAMPT中和抗体在炎症疾病中的临床关注也为AD干预提供依据。
