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Molecular Neurodegeneration:揭开阿尔茨海默病遗传密码!CLU 基因保护性等位基因调控神经元兴奋性新机制

来源 2025-05-06 12:13:09 医疗资讯

阿尔茨海默病(AD)是一种常见的神经退行性疾病,其发病机制复杂且尚未完全阐明。近年来,全基因组关联研究(GWAS)已鉴定出多个AD风险基因位点,其中位于Clusterin(CLU)基因附近的位点尤为突出。CLU作为一种载脂蛋白,与AD的病理过程密切相关,但其具体作用机制尚不清楚。本研究旨在探索CLU基因位点中功能性单核苷酸多态性(SNP)的作用,并揭示其通过神经元-胶质细胞相互作用调节神经元兴奋性的潜在机制。

研究团队首先通过ATAC-seq技术分析了诱导多能干细胞(iPSC)分化的多种脑细胞类型中的等位基因特异性开放染色质(ASoC)SNP,发现rs1532278(T/C)是CLU基因位点中唯一在神经元中表现出显著ASoC的SNP。进一步分析显示,rs1532278的T等位基因是AD保护性等位基因,能够通过增强转录因子ISL2的结合,上调神经元中CLU的表达。为了验证这一发现,研究团队利用CRISPR-Cas9技术构建了rs1532278等位基因纯合的iPSC系(T/T和C/C),并将其分化为谷氨酸能神经元(iGlut)。通过转录组学和功能实验,发现T等位基因携带的神经元CLU表达水平显著升高,且神经元兴奋性增强。此外,神经元CLU还促进了神经元向胶质细胞的脂质转移,导致星形胶质细胞中脂滴(LDs)的形成和活性氧(ROS)积累,进而减少星形胶质细胞对谷氨酸的摄取,进一步维持神经元的兴奋性。

研究团队通过多种实验方法验证了CLU的功能。在钙成像和多电极阵列(MEA)实验中,T/T基因型的神经元表现出更高的放电频率和更强的网络同步性。脂质转移实验显示,T/T神经元能够将更多的荧光标记脂肪酸(Red C12)转移至星形胶质细胞,形成更多的脂滴。转录组分析进一步揭示了T/T神经元中脂质合成和能量代谢相关通路的显著上调,而共培养的星形胶质细胞中脂肪酸β-氧化和ROS代谢通路也被激活。此外,通过抗氧化剂处理或CLU免疫去除实验,研究团队证实ROS积累是星形胶质细胞谷氨酸摄取减少的关键因素,从而维持神经元的兴奋性。

本研究揭示了CLU保护性等位基因通过调节神经元-胶质细胞间的脂质代谢和通讯,维持神经元兴奋性的新机制。这些发现不仅为AD的遗传风险位点提供了功能解释,还为开发靶向神经元-胶质细胞相互作用的治疗策略提供了理论依据。未来研究可进一步探索CLU在AD病理过程中的具体作用,以及如何通过干预脂质代谢和ROS平衡改善AD的神经功能缺陷。

原始出处:

Zhao, X., Li, Y., Zhang, S. et al. Alzheimer’s disease protective allele of Clusterin modulates neuronal excitability through lipid-droplet-mediated neuron-glia communication. Mol Neurodegeneration 20, 51 (2025). https://doi.org/10.1186/s13024-025-00840-1

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