《細胞》:科學家發現治療阿爾茨海默病的全新靶點!( 二 )


考慮到有些AD患者會出現更多的冒險行為 , 于是他們進行了高架十字迷宮實驗 , 來評估小鼠的冒險探索行為 , 發現敲除小膠質細胞SYK之后 , 小鼠的冒險探索行為顯著增加 。
《細胞》:科學家發現治療阿爾茨海默病的全新靶點!
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小膠質細胞SYK影響AD小鼠的學習記憶和冒險行為
那么SYK是如何影響小膠質細胞的呢?
接下來 , Lukens團隊首先檢測了5xFAD和5xFADSykΔMG小鼠大腦皮層和下丘腦中小膠質細胞的數目 , 發現5xFADSykΔMG小鼠大腦皮層和下丘腦中小膠質細胞數目較少 , 包圍Aβ斑塊的小膠質細胞也更少 。
有趣的是 , 小膠質細胞數目減少這一現象只在5xFADSykΔMG小鼠中看到 , 在野生型背景下的SykΔMG小鼠中并沒有這一表型 , 提示小膠質細胞數目的減少可能是Aβ介導的 。
接下來他們檢測了小膠質細胞的增殖情況 , 發現在5xFADSykΔMG小鼠中小膠質細胞增殖水平下降 。
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敲除SYK抑制小膠質細胞增殖
由于Aβ會導致小膠質細胞激活 , 因此Lukens團隊進一步檢測了SYK是否會影響Aβ激活小膠質細胞 。
我們都知道 , 靜息態的小膠質細胞通常具有很多分支 , 而激活的小膠質細胞的分支減少 , 呈變形蟲樣形態 。 而Lukens團隊發現 , 5xFADSykΔMG小鼠大腦皮層和下丘腦中 , 小膠質細胞的分支更多 , 說明敲除SYK抑制了Aβ誘導的小膠質細胞激活 。
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敲除SYK抑制小膠質細胞激活
此外 , 在神經退行性疾病中 , 小膠質細胞會上調一系列轉錄程序 , 轉變成為疾病相關小膠質細胞(DAM) , Lukens團隊進行了RNA測序 , 結果顯示 , 5xFADSykΔMG小鼠的小膠質細胞中 , 與DAM相關的許多基因都顯著下調 , 說明敲除SYK會抑制小膠質細胞轉變成DAM 。
之前的研究表明 , PI3K/AKT信號通路調控小膠質細胞向DAM的轉變 , 于是他們又檢測了PI3K/AKT信號通路的18個支路中蛋白的磷酸化水平 , 發現其中的一條支路 , GSK3β和AKT的磷酸化水平在SYK敲除后顯著下降 , 而GSK3β是一個與家族性AD相關的風險基因 , 因此SYK可能調控GSK3β影響AD病理進程 。
既然SYK影響小膠質細胞向DAM轉變和Aβ的累積程度 , 那么SYK是否直接影響小膠質細胞的吞噬作用呢?
為了回答上述問題 , 他們檢測了小膠質細胞吞噬Aβ的能力 , 發現敲除SYK后 , 小膠質細胞攝取和吞噬Aβ能力降低 , 而外源激活SYK信號通路可以促進吞噬Aβ , 因此 , 小膠質細胞的吞噬能力受SYK調控 。
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敲除SYK抑制小膠質細胞吞噬Aβ
此外 , 他們也探究了小膠質細胞SYK在另一種神經退行性疾病 , 多發性硬化癥(MS)中的作用 , 發現在MS模式小鼠中 , SYK敲除也會降低小膠質細胞吞噬能力 , 抑制小膠質細胞向DAM轉變 , 并促進損傷髓鞘碎片的累積 。
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總的來說 , 這項研究發現 , 在神經退行性疾病AD和MS中 , SYK是小膠質細胞行使神經保護功能的關鍵分子 , 敲除小膠質細胞中的SYK會促進神經毒性物質累積 , 加劇認知功能衰退 。
這項研究為治療AD和MS提供了一個新的思路和靶點 , 希望未來通過開發靶向小膠質細胞中的SYK信號通路的療法 , 可以幫助到飽受神經退行性疾病折磨的患者 。
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參考文獻:
1.EnnerfeltH,FrostEL,ShapiroDA,etal.ArticleSYKcoordinatesneuroprotectivemicroglialresponsesinneurodegenerativediseaseArticleSYKcoordinatesneuroprotectivemicroglialresponsesinneurodegenerativedisease.Cell.Publishedonline2022:1-18.doi:10.1016/j.cell.2022.09.030