神经退行性疾病：大脑的沉默杀手——从科学突破到最新研究进展

本期我们将聚焦神经退行性疾病的研究进展，带您一起探索突破性成果。

文献1

一、表型：单细胞揭示"持续激活"微胶质细胞群

✔ 样本：

• 对照：未免疫Cx3cr1-YFPcreERT2R26tdTomato小鼠；实验组：MOG35-55诱导的EAE小鼠模型（模拟MS），急性期A-EAE、慢性期C-EAE，

o FACS分选脊髓中RFP+YFP+（小胶质细胞）和RFP−YFP+（外周浸润髓系细胞）

✔ 技术方法：

scRNA-seq；免疫组化（病理切片）

✔ 表型相关结果：

• 所有样本聚类分群共鉴定出6种细胞类型，共分为13个cluster

• 慢性期（C-EAE）出现一种持续活化的微胶质细胞亚群（DAM cluster 4），其高表达炎症相关基因（如SPP1、Apoe、Cd63等），在疾病进程中比例逐渐上升。

• DAM cluster 4进一步分为三个亚群，其中 DAM 4.2亚群高表达线粒体复合物I相关基因（mt-Nd1、mt-Nd4），说明其代谢特征可能与慢性炎症持续存在有关。

• 对人MS脑组织单核RNA-seq结果重分析，发现了对应的MAMS（Microglia activated in MS）群，根据病理切片结果发现其在慢性活动性病灶边缘富集，呈现类似的CI高表达和ROS应激表型。

二、功能：代谢失衡加剧氧化应激和神经毒性

✔ 样本：

体外分离的RFP+YFP+（小胶质细胞）和RFP−YFP+（外周浸润髓系细胞）

✔ 技术方法：

• LC-MS代谢组；线粒体膜电位检测；ROS产量检测；代谢通量分析（Seahorse）；共培养系统评估神经毒性（RET+微胶质 vs 神经元SH-SY5Y细胞）

✔ 功能相关结果：

• C-EAE中小胶质细胞呈现 ATP水平下降，ROS水平升高，线粒体膜电位升高，但线粒体增生未见明显增加；

• 在体外模拟的RET（反向电子传递）诱导模型中，激活的微胶质细胞通过CI驱动ROS产生，并引发神经元突起缩短、Caspase3激活；

• 使用CI抑制剂Rotenone或ROS清除剂mitoTEMPO可以缓解这种神经毒性。

三、机制：Complex I是神经毒性级联反应的"引爆点"

✔样本：

• CI失活突变小鼠（Nd6突变）；条件性敲除小鼠（Ndufs4 flox/flox + CX3CR1-CreERT2）；

✔ 技术方法：

• scRNA-seq；质谱流式（CyTOF）；病理分析

✔ 机制验证：

• CI失活突变小鼠病症表现更轻，炎症激活程度低，氧化应激水平显著下降；

• 条件性Ndufs4敲除小鼠中，hMG-like（稳态型微胶质）比例上升、DAM比例下降，氧化应激和轴突损伤显著减轻；

• 联合用药（CI抑制剂metformin + CII抑制剂DMM）在EAE模型中也展现出最强的神经保护效果。

文章亮点

①首次系统提出 Complex I 驱动慢性神经炎症模型；

②"多组学+多模型"的验证机制；

③提供可转化的治疗策略：CI+CII 联合抑制方案。

文献2

一、表型相关结果：识别"应激激活型"小胶质细胞

✔ 样本：

• 人类样本：AD患者与同龄健康人脑组织（前额叶皮层）

• 小鼠模型：5xFAD模型（Aβ斑块）、PS19模型（tau病理）；微胶质特异性ISR调控模型：iPKR（开启） / Eif2A（关闭）

✔ 技术方法：

• 电子显微镜；免疫组化；单核RNA测序（snRNA-seq）；核糖体捕获测序（TRAP-seq）；qPCR；Western blot；ELISA

✔ 表型相关结果：

• dark microglia数量显著升高，并高度表达ISR相关标志物（p-eIF2α、ATF4）

• dark microglia ER膨胀、线粒体异常、核异染质减少等"高应激"超微结构

• 多个公共AD数据集中也发现DAM亚群中存在ISR+子群，并富集ATF4靶基因

• p-eIF2α高表达的微胶质广泛存在于斑块边缘区域，并与tau聚集区密切相关

二、功能：ISR激活削弱清除功能，促进神经毒性

✔ 样本：

• 5xFAD × iPKR / Eif2A 杂交小鼠（模型化Aβ相关病理）；PS19 × iPKR / Eif2A 杂交小鼠（模型化tau相关病理）

• BV2细胞（模拟微胶质） + 神经元/OPC细胞共培养体系

✔技术方法：

• 免疫染色 ；共聚焦显微镜 + 图像定量分析；Ab摄取实验 + 多电极阵列（MEA）记录神经元放电；神经元/OPC共培养系

✔ 功能相关结果：

• 激活ISR（iPKR）导致Aβ斑块增加、microglia对斑块的包围减少；

• BACE1+轴突变性加剧；

• tau积累加重、突触VGLUT2明显减少；

• 神经元超活跃放电 + 生存率下降 + OPC数量减少

三、机制：毒性脂质是ISR诱导的"杀手锏"

✔样本：

• BV2细胞处理后条件培养基，用于处理神经元、OPC、astrocyte细胞

• 5xFAD小鼠体内注射C75或ISRIB

✔技术方法：

• 核糖体捕获测序（TRAP-seq） ；脂质组学分析（LC-MS） ；条件培养基转移实验：评估毒性传递；

✔机制相关结果：

• ISR激活→Fasn等脂质合成酶上调→释放多种长链磷脂、鞘脂、胆固醇酯等毒性脂质

• 使用C75或ISRIB干预，可恢复突触密度，缓解毒性效应

• 推测模型：ISR通过脂质分泌实现microglia→神经元的病理级联信号传播

文章亮点

①揭示一种全新小胶质细胞毒性亚型：ISR+ / dark microglia；

②明确脂质代谢异常是神经毒性的重要机制；

③提供治疗新靶点：ISR抑制剂、FASN抑制剂（如ISRIB、C75）；

④为AD等退行性疾病的病理环路解构和干预设计提供实证支持。