《细胞》:科学家发现治疗阿尔茨海默病的全新靶点!( 二 )


考虑到有些AD患者会出现更多的冒险行为 , 于是他们进行了高架十字迷宫实验 , 来评估小鼠的冒险探索行为 , 发现敲除小胶质细胞SYK之后 , 小鼠的冒险探索行为显著增加 。
《细胞》:科学家发现治疗阿尔茨海默病的全新靶点!
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小胶质细胞SYK影响AD小鼠的学习记忆和冒险行为
那么SYK是如何影响小胶质细胞的呢?
接下来 , Lukens团队首先检测了5xFAD和5xFADSykΔMG小鼠大脑皮层和下丘脑中小胶质细胞的数目 , 发现5xFADSykΔMG小鼠大脑皮层和下丘脑中小胶质细胞数目较少 , 包围Aβ斑块的小胶质细胞也更少 。
有趣的是 , 小胶质细胞数目减少这一现象只在5xFADSykΔMG小鼠中看到 , 在野生型背景下的SykΔMG小鼠中并没有这一表型 , 提示小胶质细胞数目的减少可能是Aβ介导的 。
接下来他们检测了小胶质细胞的增殖情况 , 发现在5xFADSykΔMG小鼠中小胶质细胞增殖水平下降 。
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敲除SYK抑制小胶质细胞增殖
由于Aβ会导致小胶质细胞激活 , 因此Lukens团队进一步检测了SYK是否会影响Aβ激活小胶质细胞 。
我们都知道 , 静息态的小胶质细胞通常具有很多分支 , 而激活的小胶质细胞的分支减少 , 呈变形虫样形态 。 而Lukens团队发现 , 5xFADSykΔMG小鼠大脑皮层和下丘脑中 , 小胶质细胞的分支更多 , 说明敲除SYK抑制了Aβ诱导的小胶质细胞激活 。
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敲除SYK抑制小胶质细胞激活
此外 , 在神经退行性疾病中 , 小胶质细胞会上调一系列转录程序 , 转变成为疾病相关小胶质细胞(DAM) , Lukens团队进行了RNA测序 , 结果显示 , 5xFADSykΔMG小鼠的小胶质细胞中 , 与DAM相关的许多基因都显著下调 , 说明敲除SYK会抑制小胶质细胞转变成DAM 。
之前的研究表明 , PI3K/AKT信号通路调控小胶质细胞向DAM的转变 , 于是他们又检测了PI3K/AKT信号通路的18个支路中蛋白的磷酸化水平 , 发现其中的一条支路 , GSK3β和AKT的磷酸化水平在SYK敲除后显著下降 , 而GSK3β是一个与家族性AD相关的风险基因 , 因此SYK可能调控GSK3β影响AD病理进程 。
既然SYK影响小胶质细胞向DAM转变和Aβ的累积程度 , 那么SYK是否直接影响小胶质细胞的吞噬作用呢?
为了回答上述问题 , 他们检测了小胶质细胞吞噬Aβ的能力 , 发现敲除SYK后 , 小胶质细胞摄取和吞噬Aβ能力降低 , 而外源激活SYK信号通路可以促进吞噬Aβ , 因此 , 小胶质细胞的吞噬能力受SYK调控 。
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敲除SYK抑制小胶质细胞吞噬Aβ
此外 , 他们也探究了小胶质细胞SYK在另一种神经退行性疾病 , 多发性硬化症(MS)中的作用 , 发现在MS模式小鼠中 , SYK敲除也会降低小胶质细胞吞噬能力 , 抑制小胶质细胞向DAM转变 , 并促进损伤髓鞘碎片的累积 。
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总的来说 , 这项研究发现 , 在神经退行性疾病AD和MS中 , SYK是小胶质细胞行使神经保护功能的关键分子 , 敲除小胶质细胞中的SYK会促进神经毒性物质累积 , 加剧认知功能衰退 。
这项研究为治疗AD和MS提供了一个新的思路和靶点 , 希望未来通过开发靶向小胶质细胞中的SYK信号通路的疗法 , 可以帮助到饱受神经退行性疾病折磨的患者 。
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参考文献:
1.EnnerfeltH,FrostEL,ShapiroDA,etal.ArticleSYKcoordinatesneuroprotectivemicroglialresponsesinneurodegenerativediseaseArticleSYKcoordinatesneuroprotectivemicroglialresponsesinneurodegenerativedisease.Cell.Publishedonline2022:1-18.doi:10.1016/j.cell.2022.09.030