阿尔茨海默病中突触囊泡蛋白2A在脑组织及胞外囊泡中的减少及其与Aβ、tau和APOEε4的关联研究

本研究针对阿尔茨海默病（AD）中突触功能障碍的机制及生物标志物开发问题，通过蛋白质组学与免疫组化技术，系统分析了AD患者脑组织及脑源性胞外囊泡（BDEVs）中突触囊泡蛋白2A（SV2A）及其他突触相关蛋白的表达变化。研究发现SV2A水平在AD患者中显著降低，并与Aβ沉积、tau病理及APOEε4等位基因呈负相关，提示SV2A可作为AD突触损伤的核心生物标志物，为疾病诊断及治疗靶点开发提供新方向。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）作为一种常见的神经退行性疾病，在全球范围内影响着数百万人的认知功能和生活质量。其典型病理特征包括大脑中淀粉样蛋白β（Aβ）斑块的沉积和tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结。然而，越来越多的证据表明，突触的损伤和丢失才是导致认知障碍的早期关键事件。突触作为神经元之间传递信息的重要结构，其功能障碍直接影响了记忆和思维的正常运作。目前，针对突触的生物标志物研究仍处于发展阶段，缺乏能够在活体中准确反映突触数量与功能的可靠指标，这限制了对AD进展机制的深入理解以及有效治疗策略的开发。

在这一背景下，突触囊泡蛋白2A（SV2A）作为一种广泛分布于突触前终端的蛋白，近年来受到关注。它不仅参与调控神经递质的释放，还可能成为反映突触密度的潜在生物标志物。一些利用正电子发射断层扫描（PET）技术的研究已初步显示，AD患者脑内SV2A结合率下降，但其与Aβ、tau病理以及遗传风险因素如APOEε4之间的具体关系尚不明确。此外，脑源性胞外囊泡（BDEVs）作为携带脑特异性蛋白的微小囊泡，为探索AD病理提供了新的液体活检途径。

为此，本研究通过整合蛋白质组学分析与组织免疫染色技术，旨在系统揭示SV2A在AD中的表达模式及其与疾病核心病理的关联。研究团队通过对来自多个脑库的105例死后脑样本（包括57例AD患者和48例非痴呆对照组）进行质谱分析与免疫组化实验，重点考察了SV2A及其他突触蛋白在BDEVs和不同脑区的分布情况，并进一步分析了它们与Aβ负荷、tau蛋白磷酸化水平以及APOEε4携带状态之间的相关性。

在方法上，研究运用了多项关键技术：首先，从 prefrontal cortex 组织中分离脑源性胞外囊泡（BDEVs），并采用基于质谱的蛋白质组学技术（LC-MS/MS）对其蛋白组成进行定量分析；其次，利用免疫组织化学（IHC）和免疫荧光（IF）技术对海马、内嗅皮层、额叶和颞叶等脑区进行SV2A、突触素（SYP）、Aβ（4G8抗体）及磷酸化tau（AT8抗体）的染色与定量；此外，通过加权基因共表达网络分析（WGCNA）构建蛋白互作网络，以识别SV2A在突触功能模块中的核心作用；统计方面则采用了曼-惠特尼U检验、方差分析及相关性分析等方法。

研究结果部分主要包括以下几方面：

一、BDEVs中SV2A表达降低且在AD中与突触蛋白网络密切相关

通过蛋白质组学分析，研究发现AD患者BDEVs中SV2A水平显著降低，且其减少程度与Braak分期呈正相关。进一步通过WGCNA分析识别出八个功能模块，其中M3（“突触囊泡”）模块在AD早期即发生显著改变，且SV2A位于该模块的核心枢纽位置，与SNAP25、突触结合蛋白（SYT1）等突触蛋白表达高度相关。这些结果提示SV2A不仅是突触损伤的关键指标，还可能与突触囊泡形成与融合的分子机制密切相关。

二、脑组织中SV2A的区域特异性减少及与APOEε4的关联

免疫组化结果显示，与对照组相比，AD患者海马各分区（齿状回、CA1、CA2/3、下托）及内嗅皮层中的SV2A蛋白水平均显著降低，而在额叶和颞叶皮层中未观察到明显变化。此外，APOEε4携带者的SV2A损失更为严重，表明遗传风险因素可能加剧突触损伤。SYP虽然与SV2A表达呈正相关，但其在AD中的变化幅度较小，说明SV2A对病理状态的敏感性更高。

三、SV2A与Aβ和tau病理呈负相关

相关性分析显示，SV2A水平与Aβ斑块负荷（4G8染色）及磷酸化tau（AT8染色）在不同脑区中均呈负相关，其中与tau的相关性尤为显著。双重免疫荧光实验进一步揭示，在核心型Aβ斑块、成熟tau缠结及神经炎性斑块周围，SV2A的信号明显减少，表明SV2A的丢失与AD关键病理变化有直接的空间关联。

四、SV2A作为突触功能障碍的核心生物标志物

综合以上结果，SV2A不仅与多种突触前蛋白（如SNAP25、complexin-2、GAP43等）的表达高度一致，还与神经炎症标志物（如GFAP）呈负相关。这一发现进一步支持了SV2A在AD进展中作为突触完整性核心指标的应用潜力。

在讨论部分，作者强调本研究首次在死后脑组织及BDEVs中同时证实了SV2A的减少及其与Aβ、tau和APOEε4的关联，为理解AD突触功能障碍的机制提供了多层次证据。SV2A的下降可能源于tau病理的突触间传播以及神经炎症引起的突触清除，而APOEε4则可能通过调控突触吞噬作用加剧这一过程。这些发现不仅为SV2A PET成像及液体活检（如血液或脑脊液SV2A检测）提供了组织学验证，也提示SV2A可作为AD诊断及疗效评估的潜在生物标志物。

研究的局限性包括样本来源的异质性、性别分布的不均衡以及缺乏与认知评分的直接关联。此外，BDEVs蛋白质组学部分的样本量较小，可能影响部分结果的普适性。未来研究可通过扩大样本量、结合纵向设计及多中心验证，进一步确认SV2A在AD早期诊断与分层治疗中的应用价值。

该论文发表于《Translational Neurodegeneration》，通过综合运用蛋白质组学、免疫染色及生物信息学方法，深化了对AD突触病理的理解，为开发针对突触保护的治疗策略提供了重要依据。