综述:关于起源的问题:Aβ的非神经元来源

《Neuroscience Bulletin》:A Question of Origins: Non-neuronal Sources of Amyloid-β

【字体: 时间:2026年01月21日 来源:Neuroscience Bulletin 5.8

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  这篇综述系统性地挑战了阿尔茨海默病(AD)中淀粉样蛋白-β(Aβ)仅来源于神经元的传统观点,揭示了少突胶质细胞(OLs)等非神经元细胞亦是Aβ的重要来源。文章深入探讨了淀粉样前体蛋白(APP)及其切割酶(如BACE1)在胶质细胞、内皮细胞乃至血小板中的表达与功能,并指出Aβ产生与斑块沉积之间的非线性关系。作者强调,理解非神经元Aβ加工过程对于识别新的治疗靶点(尤其在人类与动物模型存在显著差异的背景下)至关重要,为AD的发病机制和防治策略提供了全新视角。

  
阿尔茨海默病(AD)的主要神经病理学特征包括细胞外淀粉样蛋白-β(Aβ)斑块的积聚和细胞内神经纤维tau蛋白缠结。尽管神经元长期以来被认为是Aβ的唯一来源,但新兴证据表明,多种非神经元细胞也大量表达淀粉样前体蛋白(APP)及其加工 machinery。
淀粉样蛋白生成加工概述、Aβ产生与斑块沉积
Aβ由APP经淀粉样蛋白生成途径依次被β-分泌酶(BACE)和γ-分泌酶切割产生。值得注意的是,Aβ的产生量与最终形成的斑块负荷之间并非简单的线性关系。例如,仅表达50%突变APP基因剂量的杂合APPNL-G-F小鼠,其Aβ斑块负荷不到纯合子小鼠的10%。这表明,只有当脑内Aβ浓度超过某个临界阈值时,才会发生显著的斑块沉积和体积增长。
神经元是主要但非唯一的Aβ生产者
兴奋性神经元确实是体内Aβ的主要生产者。在AD小鼠模型中,特异性敲除兴奋性神经元中的Bace1基因,可导致大脑Aβ斑块负荷减少超过95%,这证实了神经元的核心贡献。然而,在更年老的此类条件性敲除小鼠脑中,依然出现了显著的斑块病理,这强有力地证明了存在非神经元来源的Aβ。
非神经元的Aβ来源
多种非神经元细胞被证实能够产生Aβ。
  • 少突胶质细胞(OLs):OLs是中枢神经系统的髓鞘形成细胞,它们高表达APP、BACE1和早老素(PSEN1)。体外实验证实OLs能够产生Aβ。更为重要的是,多项独立的体内研究通过使用不同的OL谱系特异性Cre工具小鼠,在AD模型中介导Bace1的条件性敲除,结果一致发现OLs贡献了约30%的脑内Aβ斑块负荷,尤其是在白质区域。这提示OLs产生的Aβ可能与神经元来源的Aβ共同聚集。
  • 小胶质细胞:作为脑内的常驻免疫细胞,小胶质细胞在AD中表现出疾病相关状态,并簇拥在Aβ斑块周围。虽然其表达淀粉样蛋白生成组分的水平有限,但培养的小胶质细胞在炎症刺激下可分泌Aβ。小胶质细胞更重要的作用可能在于通过其内吞-溶酶体系统影响Aβ的清除、斑块的压实以及病理蛋白的播散。
  • 星形胶质细胞:星形胶质细胞在体外培养条件下可检测到Aβ的分泌,尤其是在受到炎症因子(如肿瘤坏死因子-α, TNF-α;干扰素-γ, IFN-γ)刺激后。星形胶质细胞产生的Aβ亚型比例可能与神经元不同。然而,其在体内对总Aβ负荷的具体贡献尚不明确,且其Aβ降解和清除功能使情况更为复杂。
  • 内皮细胞:血脑屏障的组成细胞——内皮细胞表达APP,并在缺氧等应激条件下上调其表达。培养的内皮细胞可产生Aβ,特别是Aβ40,这提示其可能参与脑血管淀粉样变性(CAA)的形成。转基因小鼠研究中,内皮细胞特异性过表达人APP会导致血清Aβ水平升高并加剧CAA。
  • 血小板:血小板富含APP770亚型,被认为是血液中Aβ的重要来源。研究表明,血小板主要产生Aβ40。通过连体共生和骨髓移植实验,发现血液来源的Aβ能够进入中枢神经系统并诱发CAA,提示循环系统中的Aβ可能对脑内病理产生影响。
靶向非神经元Aβ以预防斑块沉积
鉴于全局性分泌酶抑制剂的严重副作用,细胞类型特异性地靶向Aβ生成成为一种有前景的策略。例如,利用小干扰RNA(siRNA)纳米复合物或基因治疗技术,特异性沉默OLs中的Bace1,不仅能减少斑块负荷,还能改善神经元过度活跃等病理表现。同样,增强非淀粉样蛋白生成途径的α-分泌酶(如ADAM10)活性,也被认为是潜在的干预手段。
结论与未来展望
综上所述,神经元是Aβ的主要但非唯一来源。非神经元细胞,特别是OLs,对脑内Aβ斑块负荷有显著贡献。未来的研究需要利用更接近人类大脑解剖结构的大型动物模型,并结合人源样本的单细胞和空间转录组学分析,进一步阐明不同细胞类型在Aβ产生、清除以及AD病理进展中的具体作用。理解Aβ产生的细胞来源多样性,对于开发针对不同疾病阶段的精准治疗策略具有重要意义。
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