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本研究在阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）患者、3xTg-AD转基因小鼠模型及体外细胞模型中，首次发现并证实了长链非编码RNA（lncRNA）LIMASI的表达与AD神经炎症（neuroinflammation）高度正相关。LIMASI在星形胶质细胞和小胶质细胞中诱导表达，并通过作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA, ceRNA）“吸附”促炎性微小RNA（miRNA，如miR-155-5p和miR-150-5p），从而调控神经炎症基因网络。这揭示了LIMASI是连接AD病理与异常免疫反应的关键分子，为开发靶向神经炎症的AD新策略提供了潜在靶点。
阿尔茨海默病中失调神经炎症的新型调控因子：竞争性内源RNA LIMASI
阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是一种与衰老相关的神经退行性疾病，失调的神经炎症是驱动其疾病进展的关键因素。尽管长链非编码RNA（Long noncoding RNAs, lncRNAs）在AD中的作用日益受到关注，但其具体机制仍不明确。本研究聚焦于一个名为LIMASI（LncRNA Inflammation and Mucous associated, Antisense to ICAM1）的新型lncRNA，旨在揭示其在AD相关神经炎症中的作用。
经典AD神经病理学与强烈的神经炎症激活相关
研究首先在晚期AD患者（Braak stage IV或更高）的尸检脑组织中验证了典型的AD病理特征。与正常对照（normal control, NC）相比，AD脑组织中β-淀粉样蛋白（β-amyloid, Aβ）斑块沉积显著增加，tau蛋白在丝氨酸S396/S404、S396和苏氨酸T231位点的过度磷酸化水平也显著升高。同时，AD脑中总tau蛋白水平也更高。
进一步的蛋白质阵列分析揭示了AD脑中强烈的神经炎症激活状态。与NC组织相比，AD脑中多种先天免疫相关细胞因子和趋化因子（如CD14、Lipocalin-2、IL-1β、IL-6、TNF-α等）以及组织重塑和血管炎症标志物（如BDNF、CHI3L-1、MMP9、CRP、ICAM-1和VCAM1）的表达水平均显著上调。基因表达分析也证实，AD脑组织中ICAM-1和TNF的mRNA水平显著升高，IL-6和IL-1β的mRNA表达也有增加趋势。这些发现共同证实了所研究的脑样本存在经典AD神经病理学特征，并与上调的神经炎症基因和蛋白表达密切相关。
AD患者和AD转基因小鼠模型中lncRNA LIMASI表达升高
调节先天免疫反应和神经炎症已被证明可以延缓或减轻AD。越来越多的证据表明lncRNA在调节先天炎症通路中扮演重要角色。之前研究发现了一个与ICAM-1相关的免疫调节性lncRNA——LIMASI，它能调节多种先天炎症介质。
对尸检人脑组织的分析显示，与NC组织相比，AD脑组织中LIMASI的表达水平高出5倍以上。RNA荧光原位杂交（RNA-FISH）分析进一步验证了这一发现，并显示LIMASI在GFAP
+的星形胶质细胞和IBA1
+的小胶质细胞中均有表达。
为了在实验模型中验证这些发现，研究在3xTg-AD转基因小鼠模型（该模型会出现神经原纤维缠结、tau蛋白病变等AD样病理）中进行了分析。与野生型（WT）对照相比，10个月大的3xTg-AD小鼠脑组织中LIMASI表达明显升高。定量PCR（qPCR）分析显示，3xTg-AD小鼠脑中的LIMASI转录本增加了1.5倍，Icam1 mRNA增加了5倍，而Il-6 mRNA的表达更是惊人地增加了30倍。这些数据共同表明，LIMASI在人类AD大脑和AD转基因小鼠模型中表达均升高，并且与活跃的神经炎症网络相关，支持了LIMASI上调与AD相关神经炎症的潜在联系。
AD相关神经炎症的细胞培养模型显示lncRNA LIMASI表达增加
为了建立AD相关神经炎症的细胞模型，研究使用了过表达APPSwe突变体的人神经母细胞瘤细胞系（SH-SY5Y-APPSwe），并用病毒模拟物poly(I:C)刺激细胞，以模拟已知会加剧AD神经病理的病毒感染。用不同浓度poly(I:C)处理细胞2小时后，qPCR分析显示LIMASI转录本水平呈剂量依赖性诱导增加，同时神经炎症介质（包括ICAM1、IL-6、IL-1β和TNF）的mRNA水平也相应升高。
在时间动态观察中，用50 μg/mL poly(I:C)处理细胞不同时间（2、24、48小时）后发现，LIMASI和炎症基因的表达在处理后2小时达到峰值，24小时回落至基线附近，而48小时后LIMASI和TNF的表达量再次升高。RNA-FISH分析进一步证实了poly(I:C)诱导的LIMASI上调。在另一项实验中，用poly(I:C)处理SH-SY5Y-APPSwe细胞48小时后，APP蛋白水平增加了50%以上。此外，在人原代星形胶质细胞（human primary astrocytes, HPAs）中，poly(I:C)处理也诱导了ICAM1、IL-6、IL-1β等炎症标志物以及LIMASI转录本的表达增加，并在GFAP阳性的星形胶质细胞中得到RNA-FISH确认。因此，这些细胞培养模型重现了AD相关神经炎症的关键特征，并证明了神经炎症激活与LIMASI表达增加之间存在强相关性。
AD中LIMASI相关miRNA水平升高及ceRNA模型证据
对lncRNA-miRNA相互作用组的分析有助于理解病理条件下的基因调控机制。LncRNA可以作为竞争性内源RNA（competing endogenous RNA, ceRNA），充当miRNA的“海绵”或诱饵，与miRNA竞争共享的mRNA靶点。在之前的一项研究中，通过小RNA测序鉴定出在病毒感染期间与LIMASI相关的miRNA。值得注意的是，siRNA介导的LIMASI敲低逆转了几种差异表达的miRNA，暗示了其功能调控关系。
在LIMASI相关的miRNA中，miR-1915-3p、miR-122-5p、miR-155-5p和miR-150-5p先前已在AD患者的血清和脑组织中被鉴定。对存档脑组织样本的miRNA表达水平进行量化发现，与NC脑相比，AD患者脑中miR-150-5p（约增加10倍）和miR-155-5p（增加超过3倍）的表达显著升高。为了预测LIMASI与这些miRNA之间的潜在相互作用位点，研究使用了IntaRNA网络服务器进行计算建模。模型预测显示，miR-1915-3p的核苷酸6-20与LIMASI外显子1区域的核苷酸64-78相互作用；miR-122-5p和miR-155-5p均被预测与LIMASI外显子2结合；而miR-150-5p的核苷酸1-16被预测与外显子3的核苷酸797-806配对。
所有预测的LIMASI–miRNA相互作用都显示出能量有利的最小自由能（范围约为-9.24至-14.8 kcal/mol），支持了稳定的RNA–RNA相互作用的可行性。这些发现共同表明，LIMASI含有多个miRNA结合位点，可能通过隔离与AD相关神经炎症有关的炎症相关miRNA，从而发挥竞争性内源RNA的功能。
讨论：LIMASI作为AD神经炎症的潜在ceRNA调节因子
本研究在人类尸检脑组织、AD转基因小鼠模型和体外模型中，证明了lncRNA LIMASI与AD相关神经炎症之间存在强烈关联。LIMASI表达升高与关键炎症介质（包括ICAM-1、IL-6、IL-1β和TNF）水平增加持续相关。利用病毒模拟物poly(I:C)，研究进一步表明，过表达APPSwe的SH-SY5Y神经母细胞瘤细胞在炎症因子被强烈诱导的同时，也伴随着LIMASI的上调，这支持了LIMASI表达与炎症信号之间的功能联系。计算分析表明，LIMASI含有多个与AD相关炎症miRNA（包括miR-1915-3p、miR-122-5p、miR-155-5p和miR-150-5p）能量有利的结合位点，支持其作为竞争性内源RNA，通过隔离这些miRNA来调节神经炎症基因。这些发现共同将LIMASI确定为AD相关神经炎症和病理的潜在介质。
神经炎症越来越被认为是AD发病机制的核心和早期贡献者。本研究分析证实了存档脑组织中存在经典的AD神经病理学，并显示出LIMASI表达升高以及先天免疫细胞因子和组织重塑因子显著升高。值得注意的是，研究发现了CHI3L-1、uPAR、MMP9、CRP、ICAM-1和VCAM1等分子的表达增加，这些分子参与免疫细胞招募、细胞外基质重塑和血管炎症，突显了它们作为诊断或预后生物标志物的潜在价值。
促炎细胞因子是AD病理的关键贡献者。本研究中，AD脑组织表现出TNF-α、CXCL-10、MCP-1、IL-6、IL-1β等多种促炎介质水平升高。尽管观察到促炎介质水平升高，但IBA1水平未见显著变化，而GFAP水平有升高趋势，这可能反映了反应性星形胶质细胞增生。这些数据强调了与AD病理相关的广泛炎症环境。
越来越多的证据强调lncRNA是神经炎症和神经退行性疾病的关键调节因子。几种lncRNA，包括BACE1-AS、MALAT1、BDNF-AS和MAGI2-AS3，已被证实与APP加工、突触调节、神经元凋亡和淀粉样蛋白分泌有关。本研究的免疫组织学和分子分析表明，LIMASI在小胶质细胞和星形胶质细胞中均有表达，并且与AD相关神经炎症密切相关。最重要的是，poly(I:C)对LIMASI的诱导进一步表明，这种lncRNA可能参与病毒感染增强的神经炎症。使用人原代星形胶质细胞的实验证实，LIMASI在星形胶质细胞炎症反应中可直接被诱导，突出了星形胶质细胞是AD中LIMASI诱导的炎症反应的关键细胞来源。
在机制上，生物信息学和表达分析支持一个竞争性内源RNA模型，即LIMASI通过与多种疾病相关的miRNA相互作用来调节神经炎症。如前所述，lncRNA常作为ceRNA，通过隔离蛋白质以及编码和非编码RNA来影响基因调控。几种LIMASI相关的miRNA，包括miR-1915-3p、miR-122-5p、miR-155-5p和miR-150-5p，先前已被报道在包括AD在内的神经退行性疾病中失调。其中，miR-155-5p和miR-150-5p在AD中扮演着不同但互补的角色，连接着神经炎症调节、疾病病理和临床相关性。对存档AD脑组织的分析显示，miR-155-5p和miR-150-5p的表达均增加。未来的研究应检查这些miRNA的空间和细胞类型特异性表达，并结合lncRNA相互作用组，以更好地定义它们在AD病理中的调控关系。
目前的发现支持一个统一的机制模型，其中LIMASI作为ceRNA调节因子，在AD中放大和维持神经炎症信号。在此模型中，炎症刺激和淀粉样蛋白相关应激诱导星形胶质细胞和小胶质细胞（这两个调节大脑先天免疫反应的关键中枢神经系统细胞）中LIMASI的表达。升高的LIMASI随后作为ceRNA，隔离炎症miRNA（如miR-155-5p和miR-150-5p），从而解除对细胞因子产生、免疫激活和细胞间粘附（包括ICAM-1和其他炎症介质）相关基因的抑制。这种miRNA隔离导致促炎信号传导，通过增强的细胞因子和趋化因子信号传导促进星形胶质细胞-小胶质细胞串扰。激活的小胶质细胞进一步加剧星形胶质细胞反应性，建立一个前馈炎症循环，加剧β-淀粉样蛋白积累、tau蛋白过度磷酸化和突触功能障碍。随着时间的推移，这种持续的LIMASI驱动的ceRNA网络可能导致慢性神经炎症和进行性神经退行性变。因此，LIMASI介导的RNA-RNA相互作用可能为AD病理中胶质细胞激活、炎症放大和疾病进展之间提供一个新的分子桥梁。
总之，这项概念验证性研究将LIMASI确定为一种与AD相关神经炎症相关的新型ceRNA，并支持了一种基于ceRNA的机制，将LIMASI、miRNA和ICAM-1信号联系起来。这些发现为理解AD发病机制提供了新途径，并凸显了LIMASI作为调节神经炎症和减缓疾病进展的潜在生物标志物和治疗靶点。
