隨著老齡化人口的增多，神經(jīng)退行性疾病，例如阿爾茨海默?。ˋD），已經(jīng)成為世界上最重大的公共健康問題之一。

神經(jīng)退行性疾病通常是由于中樞神經(jīng)系統(tǒng)中神經(jīng)毒性物質(zhì)的累積所導(dǎo)致的，包括β淀粉樣蛋白（Aβ）和髓鞘碎片等，這些神經(jīng)毒性物質(zhì)的累積會(huì)促進(jìn)神經(jīng)元的損傷和死亡，從而導(dǎo)致認(rèn)知衰退、運(yùn)動(dòng)缺陷、精神障礙等癥狀。

小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的吞噬細(xì)胞，負(fù)責(zé)清除這些神經(jīng)毒性物質(zhì)，從而保護(hù)神經(jīng)元，但是，人們對(duì)于調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞神經(jīng)保護(hù)功能的關(guān)鍵分子仍然知之甚少。

近日，由美國(guó)弗吉尼亞大學(xué)的John R. Lukens領(lǐng)銜的研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際頂級(jí)雜志《細(xì)胞》發(fā)表關(guān)于神經(jīng)退行性疾病的最新研究成果[1]。

他們發(fā)現(xiàn)小膠質(zhì)細(xì)胞中的脾酪氨酸激酶（SYK）對(duì)于其清除Aβ至關(guān)重要，在小膠質(zhì)細(xì)胞中敲除SYK會(huì)加劇Aβ沉積、AD相關(guān)的神經(jīng)病理以及認(rèn)知缺陷，而激活SYK可以抑制Aβ累積。

他們還發(fā)現(xiàn)，SYK也調(diào)節(jié)小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬髓鞘碎片，影響多發(fā)性硬化癥。

總的來說，這項(xiàng)研究揭示了SYK是小膠質(zhì)細(xì)胞在神經(jīng)退行性疾病中發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)功能的關(guān)鍵分子，未來有望通過靶向SYK來增強(qiáng)小膠質(zhì)細(xì)胞活性，開發(fā)神經(jīng)退行性疾病的新療法。

文章首頁截圖

SYK被人們熟知的功能是在適應(yīng)性免疫受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中的功能[2]，但是除此之外，SYK也有許多其他的生物學(xué)功能，例如它也是小膠質(zhì)細(xì)胞表面受體TREM2、CD33和CD22下游信號(hào)通路的核心激酶[3–5]。

2017年的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在包圍Aβ等神經(jīng)毒性物質(zhì)的小膠質(zhì)細(xì)胞中，SYK會(huì)被激活[6]，這一發(fā)現(xiàn)激發(fā)了研究人員的興趣。

為了研究SYK在小膠質(zhì)細(xì)胞中的功能，Lukens團(tuán)隊(duì)首先構(gòu)建了小膠質(zhì)細(xì)胞SYK誘導(dǎo)性敲除的小鼠Sykfl/flCx3cr1ERT2Cre（下文簡(jiǎn)稱為SykΔMG），然后他們將AD模式小鼠（5xFAD）與SykΔMG小鼠雜交，得到5xFAD SykΔMG小鼠。

在小鼠斷奶之后，他們用含有他莫西芬的食物喂養(yǎng)小鼠兩周，誘導(dǎo)Syk敲除，隨后恢復(fù)正常飲食，使得外周組織中表達(dá)Cx3cr1的免疫細(xì)胞可以恢復(fù)Syk表達(dá)，而長(zhǎng)壽的小膠質(zhì)細(xì)胞仍然是Syk敲除的細(xì)胞。

他們?cè)?xFAD SykΔMG小鼠5個(gè)月時(shí)檢測(cè)它們大腦中的Aβ水平，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在小膠質(zhì)細(xì)胞中敲除Syk之后，大腦中Aβ累積顯著增加，并且Aβ更偏向于絲狀，緊實(shí)程度下降。

小膠質(zhì)細(xì)胞可以幫助將可溶性Aβ壓縮成惰性不溶性纖維，最終形成緊實(shí)的斑塊。為了檢測(cè)小膠質(zhì)細(xì)胞SYK對(duì)于可溶性和不溶性Aβ的影響，他們利用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）和其他多種方法將Aβ根據(jù)溶解度分離，發(fā)現(xiàn)敲除了SYK之后，可溶性Aβ水平升高，而不溶性Aβ水平下降，說明小膠質(zhì)細(xì)胞壓縮Aβ能力降低。

小膠質(zhì)細(xì)胞中敲除SYK促進(jìn)AD小鼠大腦中Aβ累積

那么小膠質(zhì)細(xì)胞中的SYK是否會(huì)影響神經(jīng)元健康呢？

于是Lukens團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了進(jìn)一步檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)敲除小膠質(zhì)細(xì)胞中的SYK之后，在5個(gè)月大的5xFAD SykΔMG小鼠大腦中，Aβ斑塊附近的營(yíng)養(yǎng)不良神經(jīng)突比例顯著增加，下丘腦中神經(jīng)元死亡數(shù)目增加，因此，小膠質(zhì)細(xì)胞中的SYK活性對(duì)于維持神經(jīng)元健康至關(guān)重要。

為了進(jìn)一步研究小膠質(zhì)細(xì)胞SYK活性對(duì)于大腦功能的影響，他們對(duì)4個(gè)月大的5xFAD和5xFAD SykΔMG小鼠進(jìn)行了莫里斯水迷宮實(shí)驗(yàn)，以評(píng)估其空間學(xué)習(xí)記憶能力，發(fā)現(xiàn)敲除小膠質(zhì)細(xì)胞SYK之后，小鼠空間學(xué)習(xí)記憶能力顯著下降。

考慮到有些AD患者會(huì)出現(xiàn)更多的冒險(xiǎn)行為，于是他們進(jìn)行了高架十字迷宮實(shí)驗(yàn)，來評(píng)估小鼠的冒險(xiǎn)探索行為，發(fā)現(xiàn)敲除小膠質(zhì)細(xì)胞SYK之后，小鼠的冒險(xiǎn)探索行為顯著增加。

小膠質(zhì)細(xì)胞SYK影響AD小鼠的學(xué)習(xí)記憶和冒險(xiǎn)行為

那么SYK是如何影響小膠質(zhì)細(xì)胞的呢？

接下來，Lukens團(tuán)隊(duì)首先檢測(cè)了5xFAD和5xFAD SykΔMG小鼠大腦皮層和下丘腦中小膠質(zhì)細(xì)胞的數(shù)目，發(fā)現(xiàn)5xFAD SykΔMG小鼠大腦皮層和下丘腦中小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)目較少，包圍Aβ斑塊的小膠質(zhì)細(xì)胞也更少。

有趣的是，小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)目減少這一現(xiàn)象只在5xFAD SykΔMG小鼠中看到，在野生型背景下的SykΔMG小鼠中并沒有這一表型，提示小膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)目的減少可能是Aβ介導(dǎo)的。

接下來他們檢測(cè)了小膠質(zhì)細(xì)胞的增殖情況，發(fā)現(xiàn)在5xFAD SykΔMG小鼠中小膠質(zhì)細(xì)胞增殖水平下降。

敲除SYK抑制小膠質(zhì)細(xì)胞增殖

由于Aβ會(huì)導(dǎo)致小膠質(zhì)細(xì)胞激活，因此Lukens團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步檢測(cè)了SYK是否會(huì)影響Aβ激活小膠質(zhì)細(xì)胞。

我們都知道，靜息態(tài)的小膠質(zhì)細(xì)胞通常具有很多分支，而激活的小膠質(zhì)細(xì)胞的分支減少，呈變形蟲樣形態(tài)。而Lukens團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，5xFAD SykΔMG小鼠大腦皮層和下丘腦中，小膠質(zhì)細(xì)胞的分支更多，說明敲除SYK抑制了Aβ誘導(dǎo)的小膠質(zhì)細(xì)胞激活。

敲除SYK抑制小膠質(zhì)細(xì)胞激活

此外，在神經(jīng)退行性疾病中，小膠質(zhì)細(xì)胞會(huì)上調(diào)一系列轉(zhuǎn)錄程序，轉(zhuǎn)變成為疾病相關(guān)小膠質(zhì)細(xì)胞（DAM），Lukens團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了RNA測(cè)序，結(jié)果顯示，5xFAD SykΔMG小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞中，與DAM相關(guān)的許多基因都顯著下調(diào)，說明敲除SYK會(huì)抑制小膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變成DAM。

之前的研究表明，PI3K/AKT信號(hào)通路調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞向DAM的轉(zhuǎn)變，于是他們又檢測(cè)了PI3K/AKT信號(hào)通路的18個(gè)支路中蛋白的磷酸化水平，發(fā)現(xiàn)其中的一條支路，GSK3β和AKT的磷酸化水平在SYK敲除后顯著下降，而GSK3β是一個(gè)與家族性AD相關(guān)的風(fēng)險(xiǎn)基因，因此SYK可能調(diào)控GSK3β影響AD病理進(jìn)程。

既然SYK影響小膠質(zhì)細(xì)胞向DAM轉(zhuǎn)變和Aβ的累積程度，那么SYK是否直接影響小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬作用呢？

為了回答上述問題，他們檢測(cè)了小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬Aβ的能力，發(fā)現(xiàn)敲除SYK后，小膠質(zhì)細(xì)胞攝取和吞噬Aβ能力降低，而外源激活SYK信號(hào)通路可以促進(jìn)吞噬Aβ，因此，小膠質(zhì)細(xì)胞的吞噬能力受SYK調(diào)控。

敲除SYK抑制小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬Aβ

此外，他們也探究了小膠質(zhì)細(xì)胞SYK在另一種神經(jīng)退行性疾病，多發(fā)性硬化癥（MS）中的作用，發(fā)現(xiàn)在MS模式小鼠中，SYK敲除也會(huì)降低小膠質(zhì)細(xì)胞吞噬能力，抑制小膠質(zhì)細(xì)胞向DAM轉(zhuǎn)變，并促進(jìn)損傷髓鞘碎片的累積。

總的來說，這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在神經(jīng)退行性疾病AD和MS中，SYK是小膠質(zhì)細(xì)胞行使神經(jīng)保護(hù)功能的關(guān)鍵分子，敲除小膠質(zhì)細(xì)胞中的SYK會(huì)促進(jìn)神經(jīng)毒性物質(zhì)累積，加劇認(rèn)知功能衰退。

這項(xiàng)研究為治療AD和MS提供了一個(gè)新的思路和靶點(diǎn)，希望未來通過開發(fā)靶向小膠質(zhì)細(xì)胞中的SYK信號(hào)通路的療法，可以幫助到飽受神經(jīng)退行性疾病折磨的患者。

參考文獻(xiàn)：

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