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运动通过下调小胶质细胞Lat2蛋白调控鞘磷脂代谢改善阿尔茨海默病小鼠认知功能障碍的作用与机制
作者: 廖莹莹
单位: 中山大学附属第三医院

摘要

阿尔茨海默病(AD)脑内存在显著的脂质代谢紊乱和神经炎症,小胶质细胞功能异常是AD进展的关键环节。Lat2是近年来发现参与鞘磷脂代谢调控的重要分子,但其在运动改善AD认知功能中的作用尚不清楚。本研究旨在探讨运动是否通过下调小胶质细胞Lat2表达、抑制Smpld3b介导的鞘磷脂代谢异常及S1P/S1PR信号通路,从而减轻小胶质细胞衰老相关表型、改善AD认知功能。

采用5xFAD小鼠作为AD模型,给予12周自主跑轮运动干预。通过蛋白质印迹法、免疫荧光染色检测小胶质细胞Lat2、Cst7、Clec7a、TNFα、IL-6、C1q、C3等蛋白表达;采用Iba-1与Aβ或CD68共染色评估小胶质细胞吞噬功能;通过Morris水迷宫和新物体识别测试评估认知功能。利用脑立体定位注射AAV介导小胶质细胞特异性Lat2过表达,观察其对运动保护作用的影响。同时,给予S1PR抑制剂或Sphk1抑制剂干预,检测AD小鼠认知功能及小胶质细胞衰老标志物。在体外实验中,提取5xFAD小鼠原代小胶质细胞进行脂质组学和S1P含量检测;培养BV2细胞,分别过表达或敲减Lat2,观察在寡聚化Aβ(oAβ)刺激下小胶质细胞衰老表型转变。

与对照组相比,运动训练显著降低5xFAD小鼠海马小胶质细胞Lat2蛋白表达,同时减少衰老相关因子、炎症因子及补体因子的表达。免疫荧光显示,运动组小胶质细胞对Aβ的吞噬增强,CD68阳性溶酶体增多,脑内Aβ斑块沉积减少,小鼠认知功能显著改善。过表达小胶质细胞Lat2可消除运动的上述保护作用。进一步研究发现,运动通过下调Lat2抑制Smpld3b表达,降低鞘磷脂代谢产物S1P水平及S1PR1信号活性。给予S1PR抑制剂或Sphk1抑制剂均可模拟运动的保护效应,降低AD小鼠小胶质细胞Cst7、Clec7a及炎症因子表达,并改善认知功能。细胞实验证实,oAβ刺激可诱导BV2细胞向衰老表型转变,过表达Lat2促进该转变,而敲减Lat2则抑制衰老表型并恢复小胶质细胞吞噬功能。

运动通过下调小胶质细胞Lat2蛋白,抑制Smpld3b介导的鞘磷脂代谢及S1P/S1PR1信号通路,减轻小胶质细胞衰老相关表型、增强吞噬功能、降低神经炎症,从而减少Aβ病理并改善AD小鼠认知功能障碍。靶向Lat2可能是模拟运动抗AD效应的潜在治疗策略。

关键词: 运动训练;阿尔茨海默病;小胶质细胞;Lat2;鞘磷脂代谢;S1P/S1PR信号通路
来源:中华医学会第二十六次物理医学与康复学学术会议