《SCIENCE ADVANCES》：RIN3 mutations impairing binding of the Alzheimer’s disease–associated protein BIN1 lead to RAB5 hyperactivation and endosomal pathology
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本研究针对阿尔茨海默病（AD）中内体稳态失衡的早期病理事件，探讨了关键风险基因BIN1与RIN3的功能关联。研究人员通过构建Rin3条件性敲除小鼠及CRISPR-Cas9编辑的人诱导多能干细胞（hiPSC）来源神经元模型，发现BIN1与RIN3结合受阻可引发RAB5过度活化，导致神经元内体扩大（RAB5+ eEEs），并促进β-分泌酶（BACE1）对APP的切割，增加Aβ生成。该研究揭示了BIN1-RIN3-RAB5轴在AD早期内体病理中的关键调控作用，为靶向内体通路的新型治疗策略提供了理论依据。
论文解读
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是常见的神经退行性疾病，其病理特征包括细胞外Aβ斑块、细胞内神经纤维缠结和神经炎症。近年全基因组关联分析（GWAS）发现超过70个AD风险基因，其中BIN1（Bridging Integrator 1）是仅次于APOE的第二大风险基因，而RIN3（RAS and RAB Interactor 3）也被证实与AD发病密切相关。内体功能紊乱是AD早期核心病理事件之一，表现为RAB5阳性早期内体（RAB5+ early endosomes, RAB5+ EEs）的异常扩大。然而，BIN1与RIN3在调控内体稳态中的具体分子机制尚不明确。
为阐明BIN1和RIN3在AD发病中的作用，研究团队构建了Rin3条件性敲除（Rin3-CKO）小鼠模型，并利用CRISPR-Cas9技术在人诱导多能干细胞（hiPSC）中敲除BIN1或引入家族性AD相关的RIN3错义突变（R427Q、P477S）。通过行为学测试、免疫印迹、免疫荧光染色、RNA测序及蛋白质相互作用分析，系统评估了BIN1-RIN3结合对RAB5活化及内体形态的影响。
关键实验方法
研究采用以下技术：1. 基因编辑小鼠模型与hiPSC分化的神经元（hiNs）构建；2. 免疫共沉淀（Co-IP）与邻近连接实验（PLA）检测蛋白互作；3. RAB5活化检测试剂盒评估GTP结合型RAB5水平；4. 全基因组测序（WGS）与转录组分析筛选AD相关突变及差异表达基因；5. 图像分析软件定量内体大小与数量。
研究结果
- 1.
Rin3缺失减轻小鼠内体扩大
在Rin3-CKO小鼠脑中，RAB5+扩大内体（RAB5+ enlarged early endosomes, RAB5+ eEEs）数量减少约60%，但RAB5总活性未显著改变，提示RIN3部分缺失可通过其他RAB5鸟嘌呤核苷酸交换因子（GEFs）补偿维持内体稳态。
- 2.
BIN1缺失促进RAB5过度活化
在BIN1敲除的hiNs中，活性RAB5（RAB5-GTP）水平升高约2倍，且内体扩大现象加剧。进一步实验表明，BIN1通过其SH3结构域与RIN3的脯氨酸富集域（PRD）结合，形成BIN1-RIN3-RAB5三元复合物，负调控RIN3介导的RAB5活化。
- 3.
家族性AD相关RIN3突变损害BIN1结合能力
在14个晚发性AD家系中发现的RIN3错义突变（R427Q、P477S）位于BIN1结合域，体外实验证实这些突变显著削弱RIN3与BIN1的相互作用，导致RAB5过度活化及内体扩大。
- 4.
BIN1缺失引发多重通路紊乱
RNA测序显示，BIN1敲除神经元中上皮-间质转化（EMT）、WNT/β-catenin及胆固醇稳态相关基因（如LRP2、SOAT1）显著上调，提示BIN1可能通过调控脂代谢与信号转导通路参与AD病理进程。
结论与意义
本研究首次揭示BIN1作为RIN3的关键负调控因子，通过直接结合抑制RIN3介导的RAB5过度活化，从而维持神经元内体稳态。家族性AD相关的RIN3突变通过破坏这一相互作用，驱动内体病理早期事件。该发现不仅深化了对BIN1、RIN3等AD风险基因功能的理解，更为靶向内体通路的新型治疗策略（如小分子抑制剂调控RIN3-BIN1互作）提供了理论依据。研究发表于《Science Advances》，为AD早期干预开辟了新的方向。
