xx生物xxx

研究揭示某些脑细胞在阿尔茨海默病斑块形成中的作用

点击:239
时间:2024-08-19

在最近发表在《Nature Neuroscience》杂志上的一项研究中,研究人员调查了少突胶质细胞(OLs)和神经元在阿尔茨海默病(AD)模型小鼠淀粉样蛋白-β(Aβ)斑块负担的贡献。他们发现 OLs 和神经元增加了 Aβ 斑块的负担,其中兴奋性投射神经元需要提供 Aβ 的阈值水平以快速形成斑块。这些发现对于了解 AD 的预防和潜在的治疗策略是有价值的。

研究背景

AD 是一种渐进性神经退行性疾病,以记忆力丧失、认知力下降和行为变化为特征。它通常导致老年人痴呆。它涉及到大脑中的 β 斑块和神经原纤维纠缠的积累,导致脑细胞的死亡和脑功能的恶化。证据表明,Aβ 的产生主要与兴奋性神经元有关。然而,最近的研究表明,其他细胞类型也可能产生 Aβ。研究表明,体外培养的 OLs 可产生可检测水平的 Aβ。考虑到 OL 谱系细胞在灰质和白质中都很丰富,并且髓磷脂的变化已知与 AD 相关,本研究的研究人员在体内研究了 OL 是否有助于 Aβ 斑块负担。他们的目标是了解 OLs 在 AD 中的作用,这可能会揭示不同细胞类型如何促进疾病进展的新见解,可能会为治疗策略开辟新的途径。

关于研究

研究人员分析了野生型小鼠和人类神经系统的单核核糖核酸测序(snRNA-seq)和单细胞 RNA 测序(scRNA-seq)数据集,分析了淀粉样蛋白发生途径基因的表达,包括 APP(淀粉样蛋白前体蛋白)、BACE1 (β 位点 APP切割酶1)、PSEN1(早老素1)和 PSEN2(早老素2)在主要中枢神经系统(CNS)细胞群中的表达。CNS 细胞群,包括兴奋性神经元、抑制性神经元、少突胶质细胞前体细胞、成熟少突胶质细胞、星形胶质细胞、小胶质细胞、内皮细胞和周细胞,被用于分析。此外,研究人员使用各种技术,包括免疫标记和原位杂交(ISH),验证了 APP 在小鼠和人类 OLs 中的表达。建立了新的AD小鼠系,以评估 OLs 和 ExN 对 Aβ 产生的贡献。将 APPNLGF 敲入小鼠与 Bace1fl/fl 小鼠杂交,在特定细胞类型中使用 Cnp-Cre 敲除 OLs 和 Nex-Cre 敲除 ExN,条件敲除 Bace1。应用 Western blotting 分析 APP 处理变化。采用薄层显微镜(LSM)对小鼠脑内淀粉样斑块进行成像,并采用电化学发光法测定 Aβ 水平。

结果和讨论

本研究发现神经元和 OLs 均表达淀粉样蛋白通路基因。APP 在 OLs 中的表达在小鼠和人体组织中均得到证实。新型 AD 小鼠系显示,与对照组相比,OL-Bace1cKO;AD 小鼠的斑块负担减少了30%,而 ExN-Bace1cKO;AD 小鼠的斑块负担减少了 95-98%。这表明 exn 来源的 Aβ 对斑块的形成至关重要。尽管淀粉样蛋白基因在 OLs 中高表达,但与神经元相比,它们对总体 Aβ 沉积的贡献较小。

斑块负荷与 Aβ 的产生呈非线性关系,而神经元 Aβ 对于达到斑块形成的阈值水平至关重要。ExN-Bace1cKO;AD 脑组织中残留的 Aβ 主要来源于 OLs。功能分析显示,由于 Bace1 cKO,神经元或轴突丰度没有变化,髓磷脂谱保持不变。研究结果表明,虽然 OLs 有助于 Aβ 的产生,但其产生 Aβ 的效率低于神经元。

ImageForNews_787179_17230036026195648.jpg

图:调节细胞类型特异性 Aβ 贡献的工作模型。选择性地从特定细胞类型中去除 Aβ 导致 Aβ 生成的稳态速率变化,导致斑块生长呈指数级放缓,并遵循 s 型生长曲线。ctrl,控制;rel。相对的。

研究结论

总之,该研究通过建立原发性 Aβ 病理,首次提供了 OLs 显著促进 AD 的体内证据。小鼠斑块的减少与 aducanumab 和 lecanemab 抗体治疗的效果相当。尽管 ExN 衍生的 Aβ 仍然是快速斑块形成所必需的,但目前的发现将一些焦点从单纯的 ExN 转移到 AD 病理中的 OLs。研究结果还表明,与广泛的 BACE1 抑制相比,在 OLs 中特异性靶向 BACE1 可能提供一种副作用更少的治疗策略。此外,如果在 Aβ 达到有害水平之前给药,它支持 BACE1 抑制剂预防淀粉样变性的潜力,为开发更有效的 AD 治疗提供了新的见解。

期刊参考

  • Oligodendrocytes produce amyloid-β and contribute to plaque formation alongside neurons in Alzheimer's disease model mice. Sasmita, A.O. et al., Nature Neuroscience (2024), DOI: 10.1038/s41593-024-01730-3, https://www.nature.com/articles/s41593-024-01730-3

延展阅读

  • 研究揭示阿尔茨海默病和唐氏综合症的蛋白质结构相似性


  • 研究凸显了p-tau217检测在阿尔茨海默病临床试验和诊断中的潜力




相关资讯
全球研究拉响警报:常见病毒大幅增加心脏病与中风风险 全球研究拉响警报:常见病毒大幅增加心脏病与中风风险
2025-11-05
一项全面分析表明,从流感、COVID-19 到 HIV 和带状疱疹,病毒感···
女性运动获益更大:同等心脏保护  所需运动量远低于男性 女性运动获益更大:同等心脏保护 所需运动量远低于男性
2025-11-03
新研究表明,女性仅需比男性少得多的运动量,即可获得同等或更佳···
40岁以上人群需注意:夜间灯光或使心脏病风险飙升50% 40岁以上人群需注意:夜间灯光或使心脏病风险飙升50%
2025-10-30
研究人员发现,夜间暴露在较亮光线下的人患心脏病的风险最高可增···
不止是维生素C:科学研究揭示猕猴桃的  多重健康密码 不止是维生素C:科学研究揭示猕猴桃的 多重健康密码
2025-10-27
猕猴桃是一种营养丰富的水果,富含具有生物可利用性的维生素C、膳···
研究警示:女性健美运动藏隐忧,心脏性猝死成头号杀手 研究警示:女性健美运动藏隐忧,心脏性猝死成头号杀手
2025-10-23
一项大规模的欧洲研究表明,女性健美运动员的心脏性猝死率升高,···
西瓜是隐藏的“降压水果”?  新研究揭示其惊人机制 西瓜是隐藏的“降压水果”? 新研究揭示其惊人机制
2025-10-20
一篇新的综述探讨了西瓜中天然浓缩的L-瓜氨酸(尤其存在于瓜皮中···
生乳奶酪藏隐患:研究证实禽流感病毒  可存活长达120天 生乳奶酪藏隐患:研究证实禽流感病毒 可存活长达120天
2025-10-16
研究人员发现,H5N1 禽流感病毒可在生乳奶酪中持续存在长达 120 ···
富含叶酸的最佳食物:助力孕期健康、大脑发育与细胞生长 富含叶酸的最佳食物:助力孕期健康、大脑发育与细胞生长
2025-10-13
叶酸是一种必需的 B族维生素,它支持 DNA 合成、细胞生长和大脑发···
每日一个芒果,或可改善糖尿病前期血糖与体脂 每日一个芒果,或可改善糖尿病前期血糖与体脂
2025-10-09
一项为期 24 周的临床试验表明,对于糖尿病高危成人群体而言,每···

留言咨询