摘要
脂质代谢紊乱导致的脂滴(lipid droplets,LDs)沉积在AD病理过程中起关键作用。运动训练可降低全身脂肪酸可用性、减轻异位脂质沉积并抑制炎症通路的激活。然而,运动对脑内脂滴的益处及其精确作用机制仍未被充分研究。
本研究通过蛋白质组测序技术鉴定5xFAD小鼠在进行运动后出现差异表达的蛋白质。通过免疫荧光染色和蛋白质印迹法验证差异蛋白的表达。通过透射电镜及功能缺失与功能获得等实验,我们证实了Tmem9在运动干预中对小胶质细胞脂噬作用过程中的必要性。此外,我们采用免疫共沉淀技术验证了Tmem9与ATP6AP1相互作用中的功能。最后,通过行为学测试分析了Tmem9及运动对焦虑情绪和认知功能的影响。统计分析采用t检验、双因素方差分析或重复测量方差分析,并根据适用情况进行相应的事后检验。
本研究证实,运动训练可诱导小胶质细胞脂噬作用,并减少5xFAD小鼠脑内脂滴沉积,进一步导致线粒体呼吸链相关蛋白表达增加、促炎细胞因子减少,最终缓解5xFAD小鼠的情绪和认知功能障碍。小胶质细胞Tmem9的过表达会消除运动的这些保护作用,而小胶质细胞Tmem9的敲低则能模拟这些保护作用。在体外实验中,我们将BV2细胞培养于含5.5 mM葡萄糖的培养基中,并与β淀粉样蛋白寡聚体共同孵育。我们观察到,经油酸预处理诱导的脂滴可保护小胶质细胞线粒体免受膜电位丧失和氧化应激的影响,从而提高ATP水平。Tmem9的过表达抑制脂噬作用,并使脂滴向毒性效应方向转变,而Tmem9的敲除则促进脂噬作用,并增强脂滴的保护效应。从机制上讲,我们证实Tmem9通过与ATP6AP1的相互作用调控小胶质细胞的脂噬作用。运动训练可下调小胶质细胞Tmem9表达并降低ATP6AP1表达水平,促使LKB1向溶酶体转位并激活溶酶体 AMPK 信号通路,进而促进小胶质细胞的脂噬作用。
我们的研究结果表明,运动通过下调小胶质细胞Tmem9表达诱导小胶质细胞脂噬作用、减少脂滴沉积、维持线粒体功能,并最终缓解情绪与认知障碍。我们的研究结果还表明,小胶质细胞Tmem9可能作为逆转阿尔茨海默病脑部脂质代谢紊乱的潜在治疗靶点。
