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二、关键发现:sAD脑提取物诱导多重病理特征
研究团队利用sAD患者尸检脑组织制备的提取物(含Aβ和tau病理种子)处理类器官,发现短短4周内即可诱导出AD的核心病理:
1. 淀粉样蛋白(Aβ)病理:
处理2周时,神经元内出现6E10
+
点状Aβ聚集;4周时,细胞外形成Thioflavin-S阳性的斑块样结构,且与Aβ42抗体共定位,证实为Aβ42相关沉积。
图 2 散发性AD患者来源的脑提取物诱导类器官中的淀粉样蛋白病理
2. tau蛋白病理:
磷酸化tau抗体(AT8)显示,处理2周时神经元内出现点状磷酸化tau聚集,4周时形成Gallyas银染阳性的神经原纤维缠结样结构,且与pThr217抗体共定位,提示多位点磷酸化病理。
图 3 散发性AD患者来源的脑提取物诱导类器官中的tau蛋白病理
3. 神经炎症与突触损伤:
促炎因子IL-6和CCL2 mRNA水平显著升高,小胶质细胞吞噬Aβ的能力增强(IBA1
+
/6E10
+
共定位),但过度的突触修剪导致突触后标记物Homer1 puncta减少,神经元死亡(活化Caspase3
+
细胞增多)。
4. 神经功能缺陷:
微电极阵列(MEA)检测显示,处理组神经网络活动显著减弱,表现为放电频率、爆发次数减少,提示突触丢失导致的功能性损伤。
蛋白质组学分析进一步揭示,模型中差异表达的蛋白富集于AD相关通路,如突触囊泡循环、神经退行性通路等,且与人类AD脑组织蛋白特征高度重叠,验证了模型的临床相关性。
三、药物验证:靶向Aβ疗法的疗效与安全性评估
基于类器官成功复现AD病理,研究团队对FDA批准的抗Aβ抗体药物Lecanemab进行了评估:
疗效验证:
处理4周的类器官经Lecanemab治疗2周后,6E10和4G8阳性的Aβ负荷显著降低,且小胶质细胞对Aβ的吞噬作用增强(IBA1
+
细胞内Aβ信号增加),提示药物通过促进吞噬清除Aβ。
安全性评估:
利用携带APOE ε4等位基因的类器官(模拟高风险人群),发现Lecanemab治疗后血管炎症相关基因VCAM-1表达升高,血管内皮连接蛋白VE-Cadherin表达下降,提示潜在的血管损伤风险,与临床观察到的淀粉样蛋白相关成像异常(ARIA)一致。
图 4 抗Aβ抗体Lecanemab减轻AD神经免疫类器官中的淀粉样蛋白负荷
四、未来展望:开启AD精准医学新征程