生长抑素诱导的小胶质细胞活性调节有助于缓解阿尔茨海默病的病理进程

时间:2026年3月27日
来源:Brain, Behavior, and Immunity

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生长抑素通过调控小胶质细胞功能改善阿尔茨海默病病理,其机制涉及增强吞噬能力、抑制促炎因子释放,并在动物模型中验证了SST/SSTR2轴对降低淀粉样斑块沉积和微胶质活化具有治疗潜力。

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郑惠智|贤圭恩|金宣惠|全妍贤|韩京雅|李圭珠|高在元|吴智媛
大邱庆北科学技术院(DGIST)脑科学系,韩国大邱市达西洞县贤浦邑Techno Jungangdae-Ro 333号,邮编42988

摘要

生长抑素(SST)是一种在中枢神经系统中广泛表达的神经肽,通过激活G蛋白偶联的生长抑素受体(SSTRs)发挥抑制作用。尽管其突触和网络层面的功能与多种神经系统疾病有关,但SST的直接肽类作用——尤其是对小胶质细胞的作用——仍知之甚少。鉴于阿尔茨海默病(AD)患者的SST水平降低,而小胶质细胞主要表达SSTR2,我们假设SST在生理和AD相关背景下都能调节小胶质细胞的功能。在本研究中,我们证明了SST处理可以增强培养的小胶质细胞的吞噬能力并抑制促炎细胞因子的释放。此外,在AD小鼠模型中过表达SST可以降低小胶质细胞密度和β-淀粉样蛋白斑块负担,并改善海马体依赖的认知表现,表明SST通过调节小胶质细胞具有保护作用。我们的发现揭示了SST在调节小胶质细胞行为方面的先前未被认识的作用,并强调了针对SST–SSTR信号轴的治疗潜力。

引言

生长抑素(SST),也称为生长激素释放抑制因子(SRIF),是一种强效的肽类神经调节剂(Pimstone等人,1978年)。在中枢神经系统(CNS)中,SST表达在一类特定的GABA能中间神经元中,这类神经元占总中间神经元数量的约30%,被称为SST表达中间神经元(SST+ INs)。SST+ INs调节主要细胞的输入和输出,并主要通过树突抑制来调控网络活动(Urban-Ciecko和Barth,2016年;Wu等人,2023年)。激活后,SST+ INs会共同释放γ-氨基丁酸(GABA)和SST(Brockway等人,2023年)。多项研究表明,各种神经系统疾病患者的SST水平均降低;越来越多的证据表明,SST在突触和回路层面对神经活动有重要调节作用。然而,SST的直接肽类作用,尤其是超出其已知的神经递质功能的作用,尚未得到充分研究。
SST的生理作用是通过其与生长抑素受体(SSTR)家族的G蛋白偶联受体的结合和激活来实现的,这些受体会引发多种细胞内信号级联反应。人类SSTR家族的五个成员(SSTR1–5)(Patel和Srikant,1994年)在大脑中的表达模式各不相同(Hannon等人,2002年)。所有五种SSTR亚型的激活都会导致腺苷酸环化酶(AC)的抑制以及环腺苷一磷酸(cAMP)生成和蛋白激酶A(PKA)活性的降低。SSTR的激活还主要通过Gi/Go偶联的G蛋白来调节丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)的活性(Patel,1999年)。除了在神经元中的表达外,SSTRs也在胶质细胞中表达。值得注意的是,小胶质细胞特异性表达SSTR2、SSTR3和SSTR4(Fleisher-Berkovich等人,2010年)。SST已被发现与多种神经系统疾病有关。基于癫痫发作期间SST的活性依赖性释放、癫痫患者SST表达的改变以及SST对癫痫控制的显著作用,SST被认为在癫痫中起着关键调节作用。最近的一项研究进一步证实了这一作用,表明IQSEC3敲低小鼠的SST水平降低会导致癫痫发作和小胶质细胞激活异常,从而加剧病理变化(Kim等人,2020年;Park等人,2020年)。
由于SSTRs在神经元和小胶质细胞中都有表达,因此SST可能通过这些受体直接调节小胶质细胞的状态。这一假设得到了进一步的支持,因为有报道称,在阿尔茨海默病(AD)等神经退行性疾病患者的脑部和脑脊液中SST表达降低,而AD是老年人痴呆的主要原因(Saiz-Sanchez等人,2020年)。病理学上,AD的特点是细胞外β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积形成淀粉样斑块,以及细胞内神经纤维缠结(Bloom,2014年)的积累。这些特征性的蛋白质聚集物总是与显著的突触和神经元退化相关。AD的另一个显著病理学特征是反应性小胶质细胞增生,表现为小胶质细胞在淀粉样斑块周围的增殖和激活(Hampel等人,2021年)。目前,小胶质细胞激活在AD进展中的确切作用仍不明确。越来越多的证据表明,Aβ在小胶质细胞中引发矛盾的反应,可能对AD的病理过程产生有益或有害的影响(Hansen等人,2018年)。早期小胶质细胞激活可能通过清除Aβ发挥神经保护作用,但后期可能涉及小胶质细胞介导的突触丢失,这可能通过补体依赖机制发生,同时加剧tau蛋白病理和促炎细胞因子的产生。鉴于小胶质细胞在AD病理中的作用不确定以及AD患者中SST表达下调,我们假设SST在生理和AD病理生理条件下都能直接调节小胶质细胞的反应。
在本研究中,我们首先系统地探讨了SST是否在体外直接影响小胶质细胞的功能,然后使用AD小鼠模型评估SST是否在体内调节小胶质细胞的反应。我们的体外实验结果明确表明,SST处理增强了培养的小胶质细胞的吞噬能力并显著减少了促炎细胞因子的释放。在体内实验中,SST过表达降低了AD模型小鼠的小胶质细胞密度和β-淀粉样蛋白斑块负担。这些结果共同表明,SST过表达通过调节小胶质细胞活性有效预防了AD的关键病理变化,为SSTR/SST轴作为调节神经退行性疾病中小胶质细胞活性的有前景的治疗靶点提供了有力证据。

实验部分

动物

本研究使用了C57BL/6J、Sst-IRES-Cre小鼠(美国缅因州杰克逊实验室;库存编号:013044)和5×FAD小鼠(美国缅因州杰克逊实验室;库存编号:008730)。所有动物饲养和实验程序均遵循大邱庆北科学技术院(DGIST)机构动物护理和使用委员会(IACUC)批准的协议(DGIST-IACUC-25011712–0003)。小鼠在标准实验室条件下饲养。

在体外培养的小胶质细胞中,SST直接增强吞噬活性并促进抗炎表型

首先,为了评估SST对小胶质细胞功能的直接影响,我们检测了SSTRs的表达谱。我们准备了神经元、小胶质细胞和星形胶质细胞的原代培养物,并使用特定的细胞标记物通过qRT-PCR确认了它们的纯度。进一步的qRT-PCR分析显示,小胶质细胞中Sstr2 mRNA的表达量较高(尽管低于神经元)(图1),这支持了SST可能调节小胶质细胞功能的可能性。

讨论

在本报告中,我们提供了令人信服的证据,证明SST在体外和体内都能调节小胶质细胞的激活,从而部分缓解5×FAD小鼠的AD相关病理变化。我们的体外实验结果明确表明,SST直接增强了小胶质细胞的吞噬活性,表现为CD68表达增加以及对酵母聚糖生物颗粒的摄取增强,并促进了从促炎表型向抗炎表型的转变,其特征是Tgfb1表达升高。

作者贡献

J.W.U.构思并监督了整个项目。H.J.、G.H.、S.K.、Y.J.和K.A.H.进行了实验并分析了结果。K.J.L.提供了试剂。J.K.和J.W.U.撰写了论文。

作者贡献声明

郑惠智:撰写、审稿与编辑、实验设计、资金筹集。贤圭恩:撰写、审稿与编辑、实验设计。金宣惠:实验设计。全妍贤:实验设计。韩京雅:实验设计。李圭珠:资源协调。高在元:初稿撰写、监督、资金筹集。吴智媛:撰写、审稿与编辑、初稿撰写、监督、资金筹集、概念构思。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们感谢Jinha Kim(韩国DGIST)提供的技术支持,以及Dongseok Park博士(韩国DGIST)进行的初步分析。本研究得到了韩国国家研究基金会(NRF)(资助给H.J.的RS-2025-00517195项目;资助给J.W.U的RS-2023-NR076948项目)和韩国科学技术信息通信部(Ministry of Science and ICT)的国家创意研究计划(资助给J.K.的RS-2022-NR070708项目)的资助。
伦理批准
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