本研究是由中國藥科大學(xué)藥學(xué)院李蘇昕教授團(tuán)隊近期在期刊PNAS在線發(fā)表題為Nanoimmunomodulation of the Aβ-STING feedback machinery in microglia for Alzheimer’s disease treatment的研究論文，PNAS IF=9.4。腦內(nèi)Aβ斑塊沉積與炎癥是阿爾茲海默癥（AD）的重要病理特征，然而二者之間的分子生物學(xué)聯(lián)系尚不明確。本文闡明了Aβ造成線粒體損傷-mtDNA泄漏- cGAS/STING軸驅(qū)動神經(jīng)炎癥- Aβ攝取與清理失衡的分子反饋機(jī)制，并基于此設(shè)計創(chuàng)新藥物，為AD提供了新的干預(yù)靶點和潛在的藥物療愈策略。弗瑞思病理參與了其中病理實驗（Nissl和mIHC免疫熒光）部分的工作。

研究背景

淀粉樣蛋白-β（Aβ）的不平衡生成與清理是阿爾茨海默?。ˋD）的一個明顯病理特征。盡管市面上幾種針對Aβ的單克隆抗體已顯示出減少淀粉樣蛋白負(fù)擔(dān)的效果，但它們對認(rèn)知功能的影響仍存在爭議，且可能帶來炎癥副作用的風(fēng)險。干擾素基因刺激物（STING）信號通路的失調(diào)與神經(jīng)退行性疾病有關(guān)，但該通路與Aβ之間的生物學(xué)相互作用及其對AD進(jìn)展的綜合影響尚不明確。以此激發(fā)作者探索究竟。

研究方法

基于研究團(tuán)隊提出“Aβ-STING協(xié)同免疫沉默療法（ASSIST）”。藥物制劑系列樣品制備后通過動態(tài)光散射（DLS）、透射電鏡（TEM）、圓二色性（CD）、共聚焦激光掃描顯微鏡（CLSM）、流式細(xì)胞術(shù)（FACS）檢測了G-NP與Aβ的結(jié)合親和力、Aβ聚集體的解離以及Aβ單體聚集的抑制作用。納米顆粒穿越血腦屏障的能力通過體內(nèi)成像技術(shù)進(jìn)行了監(jiān)測。小鼠造模檢測Aβ清理及認(rèn)知功能的改變，以評估其療愈效果和安全性。

研究結(jié)果

首先開發(fā)了一種具有多價結(jié)合位點的腦靶向納米抗體，證實含有三個GKLVFF單元的納米膠束（稱為G-NP)在解離Aβ聚集方面表現(xiàn)出更高的效率以此來開展后續(xù)的驗證實驗，這些細(xì)胞實驗、穿透模擬血腦屏障實驗、小鼠認(rèn)知測試都說明G-NP的有效緩解。

已發(fā)表的AD患者的基因表達(dá)數(shù)據(jù)集：與健康個體相比，AD患者中細(xì)胞質(zhì)DNA感應(yīng)和IFN α/β信號通路明顯激發(fā)（圖2 A)，并通過用不同濃度的Aβ處理BV2小膠質(zhì)細(xì)胞，體外觀察到TANK結(jié)合激酶1（TBK1）和干擾素調(diào)節(jié)因子3（IRF3）的明顯磷酸化，這表明STING信號級聯(lián)已被激發(fā)（圖2B)，并確定mtDNA是Aβ處理后細(xì)胞質(zhì)DNA積累的主要成分，cGAS對細(xì)胞質(zhì)dsDNA的識別觸發(fā)了STING信號通路。

作者開發(fā)的ASSIST的納米粒子系統(tǒng)（將H151（一種選擇性的小分子STING抑制劑）封裝在GNP中，可同時促進(jìn)Aβ清理并預(yù)防炎癥。細(xì)胞處理及小鼠造模均反應(yīng)了磷酸化激發(fā)及對Aβ清理的良好表現(xiàn)，KEGG分析顯示，在ASSIST療愈后，細(xì)胞因子相互作用、緊密連接和突觸形成等途徑的富集程度明顯增加；這些發(fā)現(xiàn)表明ASSIST能夠減輕大腦中的炎癥反應(yīng)，減少神經(jīng)元毒性，并有助于阿爾茨海默病病理中腦內(nèi)微環(huán)境的恢復(fù)。

一系列的小鼠認(rèn)知反應(yīng)測試都顯示ASSIST改善AD小鼠的認(rèn)知能力，副作用小；組間多色免疫熒光顯示證明了ASSIST及其他制劑在減少體內(nèi)Aβ負(fù)擔(dān)方面的有效性。ASSIST療愈明顯增加了小膠質(zhì)細(xì)胞對Aβ的吞噬，表明小膠質(zhì)細(xì)胞對Aβ的吞噬作用增強(qiáng)同時腦出血少。

總結(jié)

本研究揭示了AD病理中固有的"Aβ-STING"惡性循環(huán)：小膠質(zhì)細(xì)胞過度攝取Aβ誘導(dǎo)線粒體應(yīng)激，導(dǎo)致線粒體DNA泄漏并激發(fā)cGAS-STING通路；而STING信號觸發(fā)的免疫級聯(lián)反應(yīng)又會阻礙Aβ繼續(xù)內(nèi)吞——這可能是小膠質(zhì)細(xì)胞防止胞內(nèi)Aβ過度沉積的保護(hù)性調(diào)控機(jī)制。基于此，作者開發(fā)了"Aβ-STING協(xié)同免疫沉默療法（ASSIST）"，將STING抑制劑（H151）與Aβ清理兩親性聚合物（PEPA）整合于自組裝膠束體系。ASSIST通過聚合物膠束表面多價Aβ結(jié)合肽段有效解聚淀粉樣斑塊，其納米尺寸特性確保解離的Aβ優(yōu)先被小膠質(zhì)細(xì)胞（而非神經(jīng)元）吞噬清理。在酸性吞噬體內(nèi)，質(zhì)子化PEPA聚合物介導(dǎo)H151發(fā)生短暫內(nèi)體逃逸，有效阻斷內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的STING，從而維持小膠質(zhì)細(xì)胞清理Aβ的穩(wěn)態(tài)。通過破壞這種適應(yīng)不良的"Aβ-STING"反饋環(huán)路，ASSIST在減輕Aβ負(fù)荷的同時預(yù)防炎癥和神經(jīng)元損傷。全身給藥后，ASSIST能明顯改善AD小鼠模型的認(rèn)知功能，且腦淀粉樣血管病和微出血風(fēng)險極低。本研究為利用Aβ與STING協(xié)同作用療愈AD提供了概念驗證。