Nature子刊:阻断STING激活,减轻小胶质细胞功能障碍,广泛改善阿尔茨海默病病理特征

文摘   2024-09-10 09:01   上海  

Bringing medical advances from the lab to the clinic.


关键词:AD;STING激活;小胶质细胞;Experimental & Molecular Medicine


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阿尔茨海默病(AD)是最常见的神经退行性疾病,其特征是进行性认知功能下降和大脑病理变化,包括淀粉样β蛋白(Aβ)沉积和tau蛋白异常磷酸化。近年来,研究表明,异常的胶质细胞激活,特别是小胶质细胞的功能障碍,会加剧AD的神经退行性过程。cGAS-STING通路作为细胞固有免疫反应的关键调节因子,已被证实在多种神经退行性疾病中发挥作用1】。


204年9月2日,Sunwoo Chung 等研究学者在国际著名期刊 Experimental & Molecular Medicine 上发表了题为 Blockade of STING activation alleviates microglial dysfunction and a broad spectrum of Alzheimer’s disease pathologies 的研究论文【2】。本研究旨在探讨STING激活在AD病理中的作用,并评估抑制STING激活是否能够改善AD相关症状,为AD的治疗提供新的策略。


研究发现,抑制STING激活可以控制小胶质细胞的反应性,改善AD的多种病理特征。

  • STTING激活在AD小鼠模型中显著增加,且与Aβ斑块和tau病理密切相关。

  • 抑制STING激活可以减少小胶质细胞的活化,降低大脑炎症,减少Aβ负荷和tau蛋白磷酸化,从而改善认知功能。

  • 转录组分析显示,STING抑制改变了小胶质细胞的基因表达谱,影响了与突触功能和免疫应答相关的多个生物学途径。

(如需原文,请加微信healsana获取,备注20240902EMM)


主要研究结果


🔷  STING激活与AD病理的关联

研究发现,在AD模型小鼠的大脑中,cGAS-STING通路的激活与Aβ斑块和tau病理密切相关。特别是在Aβ斑块周围的小胶质细胞中,cGAS和STING的表达水平显著增加。


🔷  STING激活对小胶质细胞功能的影响
研究证实,STING激活是小胶质细胞NLRP3激活、促炎反应和I型干扰素反应所必需的。通过药理学手段抑制STING激活,可以减少AD病理特征,包括减轻大脑炎症和小胶质细胞的突触吞噬作用。

🔷  STING抑制对AD病理的改善作用
在AppNL-G-F/hTau双敲入AD模型小鼠中,通过腹腔注射STING抑制剂H-151,研究团队观察到Aβ负荷、tau蛋白磷酸化水平显著降低,记忆功能得到改善。

🔷  转录组分析揭示STING抑制的效应
通过对小胶质细胞进行转录组分析,研究发现STING抑制导致小胶质细胞基因表达谱发生意外的变化,这些变化与胶质细胞反应性降低、大脑炎症减轻相关。

🔷  STING抑制对认知功能的保护作用
行为测试结果表明,STING抑制剂处理的小鼠在空间工作记忆和物体识别记忆方面表现出改善,这与病理改善的结果相一致。

🔷  STING在神经元中的表达和功能
研究发现,STING在AD模型小鼠的神经元中表达上调,且STING激活可以诱导神经元中IFITM3的表达,这可能与Aβ的产生和神经退行性过程有关。

上述研究结果表明,STING激活在AD的病理过程中起着重要作用,抑制STING激活可能成为治疗AD的潜在策略。通过调节STING激活,可以对小胶质细胞的功能障碍和神经炎症产生积极影响,进而改善AD的病理特征和认知功能。


图1. cGAS-STING通路在AD模型小鼠中的激活情况


图2. Aβ和tau在小胶质细胞中诱导细胞质DNA积累和cGAS-STING通路激活


图3. 神经炎症小胶质细胞反应依赖于STING活性


图4. AD模型小鼠大脑中神经元STING的上调,以及cGAMP对神经元IFITM3的上调作用


图5. STING抑制减轻了AppNL-G-F/hTau双敲入小鼠的大脑炎症


图6. STING抑制改善了AppNL-G-F/hTau双敲入小鼠的认知功能和AD病理


图7. STING抑制降低了小鼠小胶质细胞中的p-STAT1水平和突触吞噬作用


编者按:

临床意义和科研启发:

本研究通过深入探讨STING激活在AD病理过程中的作用,揭示了其在促进小胶质细胞功能障碍和神经炎症中的重要作用,为靶向STING的药物治疗提供了新的科学依据。研究结果强调了控制神经炎症在治疗AD中的潜在价值,并突出了小胶质细胞在疾病进展中的复杂作用。
此外,通过转录组分析,本研究揭示了STING抑制对小胶质细胞基因表达的广泛影响,为发现新的治疗靶点和理解AD的病理机制提供了有力工具。研究还通过行为测试证实了病理改善与认知功能恢复之间的关联,强调了评估病理变化与认知功能之间联系的重要性。
总体而言,这项工作不仅为AD的临床治疗提供了潜在的新策略,也展示了跨学科研究在解决复杂神经退行性疾病问题中的重要性,为未来的AD研究和治疗提供了新的方向。


原文链接:

【1】Leng, F. & Edison, P. Neuroinflammation and microglial activation in Alzheimer disease: where do we go from here? Nat. Rev. Neurol. 17, 157–172 (2021).

【2】https://doi.org/10.1038/s12276-024-01295-y


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作者:Amber Wang,编辑:Jessica,微信号:Healsanq。助理:ChatGPT

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