帕金森病主要是由黑质中多巴胺能神经元的丧失引起的。铁突变是一种新型的调节性细胞死亡形式，其特点是铁积累和脂质过氧化，在多巴胺能神经元的死亡中起着至关重要的作用。然而，多巴胺能神经元铁中毒的分子机制尚未完全阐明。NADPH 氧化酶 4 与氧化应激有关，但它是否调控多巴胺能神经元的铁氧化作用仍不得而知。本研究的目的是确定 NADPH 氧化酶 4 是否参与了多巴胺能神经元的铁突变，如果是，参与的机制是什么。我们发现，在 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6 四氢吡啶诱导的帕金森病模型中，转录调节因子活化转录因子 3 增加了多巴胺能神经元和星形胶质细胞中 NADPH 氧化酶 4 的表达。抑制 NADPH 氧化酶 4 可改善帕金森病模型动物的行为障碍，减少多巴胺能神经元的死亡。此外，抑制 NADPH 氧化酶 4 还能减少帕金森病模型动物黑质中的脂质过氧化和铁积累。从机理上讲，我们发现 NADPH 氧化酶 4 与活化的蛋白激酶 C α 相互作用，阻止了多巴胺能神经元的铁沉积。此外，通过降低星形胶质细胞脂褐素-2的表达，NADPH氧化酶4抑制剂可减少1-甲基-4-苯基-1,2,3,6四氢吡啶诱导的神经炎症。这些研究结果表明，NADPH 氧化酶 4 可促进多巴胺能神经元的铁变态反应和神经炎症，从而导致多巴胺能神经元死亡，这表明 NADPH 氧化酶 4 可能是帕金森病的治疗靶点。
https://orcid.org/0000-0002-8099-7407 (Baorong Zhang); https://orcid.org/0000-0002-6719-4060 (Jiali Pu)
研究表明，GAS5在大脑中广泛分布，调节神经炎症和胰岛素信号通路，参与阿尔茨海默病病理过程；然而GAS5在阿尔茨海默病中对认知功能的作用和具体分子机制尚不明确。实验旨在阐释GAS5靶向调控miR-23b-3p/GSK-3β/PTEN抗阿尔茨海默病的调控网络。实验通过RNA测序发现了GAS5的上调，并在5×FAD小鼠、APPswe/PSEN1dE9（APP/PS1）小鼠、阿尔茨海默病相关APPswe细胞和阿尔茨海默病患者血清中得到了验证。目标过表达和沉默的功能实验表明，GAS5对于诱导认知功能障碍至关重要，并伴有多种病理变化，包括tau高磷酸化、淀粉样β蛋白积累和神经元凋亡。进一步研究证实，GAS5作为竞争性内源RNA分子，以依赖Argonaute 2蛋白诱导的基因沉默的方式调控miR-23b-3p/GSK-3β/PTEN信号轴线，参与阿尔茨海默病的发生发展。GAS5/miR-23b-3p/GSK-3β/PTEN通路的恢复缓解了体内类似于阿尔茨海默病的症状，涉及空间认知、神经元变性、淀粉样蛋白负荷和tau磷酸化的改善。这项研究揭示了GAS5促进阿尔茨海默病发病机制的依据，提示GAS5/miR-23b-3p/GSK-3β/PTEN通路是阿尔茨海默病的候选治疗靶点。
https://orcid.org/0000-0002-8578-0733 (Rui Liu); https://orcid.org/0000-0001-5748-7444 (Zhuorong Li)
有研究提示，壳聚糖在神经退行性疾病中具有保护作用，其具体机制尚在研究中。实验以壳聚糖灌胃治疗MPTP诱导的帕金森病小鼠模型，可见壳聚糖可有效改善帕金森病小鼠多巴胺能神经元的损伤、神经递质多巴胺的释放以及运动功能障碍。本组研究发现，壳聚糖的神经保护作用与肠道微生物代谢产物短链脂肪酸有关，壳聚糖可以改变肠道微生物丰度并降低短链脂肪酸含量。进一步研究显示，壳聚糖可有效改善肠屏障和血脑屏障损伤。最后发现壳聚糖可通过乙酸盐改善肠道屏障功能以及缓解周围及中枢神经系统的炎症反应。上述结果提示，壳聚糖通过减少乙酸盐抑制炎症修复肠道屏障和血脑屏障的分子机制，发挥治疗帕金森病的作用。
https://orcid.org/0000-0002-5270-0119 (Zhongshan Yang); https://orcid.org/0000-0002-1797-2071 (Ninghui Zhao); https://orcid.org/0000-0002-3398-3459 (Jinyuan Yan)
阿尔茨海默病是一种多器官疾病，除影响大脑外，还伴有外周器官代谢障碍和肠道微生物群变化。为研究阿尔茨海默病发展过程中的系统性变化，特别是外周器官代谢变化、肠道微生物群组成变化与阿尔茨海默病发展之间的关联，实验对3，6，9和12月龄APP/PS1转基因小鼠和对照小鼠的外周器官代谢和肠道微生物群进行分析发现，12个月大的APP/PS1小鼠存在认知障碍和阿尔茨海默病相关的大脑变化，其外周器官和粪便样本存在明显的代谢紊乱，且肠道微生物组成的变化受年龄影响最为显著。值得注意的是，APP/PS1小鼠的肠道微生物群与肾脏代谢存在显著的相关性。这些结果表明，外周器官和肠道微生物群代谢改变与阿尔茨海默病的发展密切相关，这为阿尔茨海默病的治疗策略的制定指明了潜在的方向。
https://orcid.org/0000-0002-4506-0942 (Weijun Peng); https://orcid.org/0000-0002-8752-0054 (Min Yi)
亨廷顿病的病理生理学改变与较高水平的神经毒素喹啉酸有关。喹啉酸的积累会导致氧化应激，从而引起神经毒性。然而，喹啉酸在亨廷顿病病理生理学中的分子和细胞机制尚不清楚。实验给予小鼠纹状体和PC12细胞喹啉酸干预以模拟亨廷顿病，可见小鼠血清和PC12细胞内的硫化氢水平下降，且硫化氢生成酶胱硫氨酸β-合成酶水平下调。而以硫化氢供体NaHS模拟内源性硫化氢增加可促进血清和神经元中硫化氢水平以及纹状体和神经元中胱硫氨酸β-合成酶的表达，同时改善了喹啉酸所致纹状体和PC12细胞中的氧化失衡和线粒体功能障碍。硫化氢的这些有益作用与Nrf2表达的上调密切相关。而后以ML385抑制Nrf2的表达，则可逆转硫化氢对喹啉酸诱导的氧化应激的有益影响。综上，硫化氢可通过激活Nrf2减轻亨廷顿病的氧化应激，成为亨廷顿病的新型神经保护候选药物。
https://orcid.org/0000-0003-3173-6961 (Zhen Wang); https://orcid.org/0000-0002-2608-2855 (Tong Li)
最近的研究认为自噬溶体酸化异常诱导神经元中淀粉样β蛋白的自噬积聚是产生老年斑的关键。因此逆转溶酶体的功能，并重新平衡阿尔茨海默病脑内神经元中溶酶体的酸性，可能是阿尔茨海默病治疗新的策略。溶酶体酸化过程受多种因素调控，其中微管乙酰化/去乙酰化是一个关键因素。实验使用组蛋白脱乙酰酶 6 shRNA和组蛋白脱乙酰酶 6抑制剂丙戊酸，通过调节阿尔茨海默病中的V-ATP酶组装，确定了组蛋白脱乙酰酶 6对溶酶体酸化的积极作用。为了进一步验证组蛋白脱乙酰酶 6抑制溶酶体再酸化对阿尔茨海默病治疗的影响，实验评估了丙戊酸在阿尔茨海默病模型中的自噬活性、淀粉样β蛋白沉积清除和认知改善作用。结果发现，丙戊酸能显著增强阿尔茨海默病小鼠的自噬通路，促进淀粉样β蛋白聚集物的清除，并改善阿尔茨海默病小鼠的认知缺陷。这些结果证实丙戊酸抑制组蛋白脱乙酰酶 6可增加V-ATP 酶的组装和溶酶体的酸化，从而在阿尔茨海默病中发挥神经保护作用。
https://orcid.org/0000-0002-0946-7171 (Qing Tang); https://orcid.org/0000-0002-3411-7923 (Zhifang Dong); https://orcid.org/0000-0002-7077-2001 (Guiqiong He)
目前仍缺乏追踪帕金森病（Parkinson's disease，PD）进展的可靠的生物标志物。外泌体含有多种蛋白质、DNA、mRNA和脂质，能反映细胞内的变化，是一种有效的生物标志物来源。实验探讨了帕金森病患者血浆外泌体中发生改变的蛋白质及其在帕金森病中的治疗作用。实验采用基于串联质量标签的定量蛋白质组学方法表征患者血浆外泌体的蛋白质组，确定了PD患者特异的外泌体蛋白质特征，并筛选出差异表达的蛋白质N-乙酰-α-葡糖苷酶（NAGLU）。通过酶联免疫吸附试验和Western印迹法验证了NAGLU在患者和健康对照组血浆外泌体中的表达。结果表明，外泌体中的NAGLU水平不仅在帕金森病中较低，而且随着Hoehn-Yahr分期的增加而降低，这表明NAGLU可作为快速评估帕金森病严重程度的指标。此外，通过Western印迹和免疫组化检测发现NAGLU在1-甲基-4-苯基吡啶离子（MPP+）处理细胞和a-突触核蛋白（α-syn）过表达细胞中的水平都比对照细胞明显降低。此外，过表达 NAGLU 能显著提高细胞活力，并抑制 MPP+ 处理细胞中 α-syn 的表达。综上所述，实验结果证实了外泌体NAGLU可作为诊断帕金森病的生物标记物，NAGLU可减少α-syn的表达和MPP+诱导的神经毒性，为帕金森病提供了新的治疗靶点。
https://orcid.org/0000-0002-9713-5846 (Guofeng Yang)
有研究认为血管功能障碍与阿尔茨海默病的发病机制密切相关。颞中回是阿尔茨海默病患者大脑损伤最为明显的区域之一。揭示颞中回中参与血管畸变的分子对阐明阿尔茨海默病的发病机制以及探索新的干预靶点具有重要的价值。此次实验首先对阿尔茨海默病患者以及健康对照者颞中回进行了单细胞转录测序功能富集分析，发现阿尔茨海默病颞中回血管功能发生了显著改变。而后使用CellChat行细胞互作分析，发现细胞相互作用数量减少，其中内皮细胞和周细胞改变最为显著，并筛选出差异表达的基因。其次基于CellChat的结果使用AUCell软件评估特定细胞中的通路活性，发现向阿尔茨海默病患者颞中回脑区血管功能发生显著改变尤其是与VEGFA-VEGFR2信号改变直接相关。接下来通过AUCell分析鉴定出与该信号通路活性直接相关的内皮细胞与周细胞亚类，得出阿尔茨海默病颞中回发生显著改变的2类细胞亚类分别是Erb-B2受体酪氨酸激酶4高表达的内皮细胞（ERBB4high）和血管生成素样4高表达的周细胞（ANGPTL4high）亚类。最后结合批量RNA测序数据以及2种机器学习算法（LASSO和随机森林）筛选出4种特征基因，即生长抑素(Somatostatin, SST)、蛋白酪氨酸磷酸酶非受体3型(Protein tyrosine phosphatase non-receptor type 3, PTPN3)、谷氨酰胺酶(Glutaminase, GLS)和原肌凝蛋白3(Tropomyosin 3, TPM3)，这些基因在阿尔茨海默病颞中回中下调，且可靶向血管内皮生长因子通路，同时转基因阿尔茨海默病小鼠模型也确认这些基因的一致性改变。综上，研究通过转录组学和机器学习得出阿尔茨海默病患者颞中回内皮细胞和周细胞间通讯的变化，并进一步筛选出了阿尔茨海默病患者颞中回和血管功能有关的的4种新基因。这些发现有助于深入了解了阿尔茨海默病发病的分子机制，并为其治疗提供新靶点。
https://orcid.org/0000-0003-4681-6534 (Chengwu Zhang); https://orcid.org/0000-0003-2523-3372 (Li Lu)
干扰素调节因子7对免疫反应十分重要。然而，先天免疫中干扰素调节因子7介导的信号通路是否会导致帕金森病仍不得而知。此次实验首先发现MPTP诱导建立的帕金森病小鼠模型中干扰素调节因子 7水平明显上调，且与小胶质细胞的共定位。继而以选择性cGAS抑制剂RU.521和STING抑制剂H151干预MPP+诱导BV2小胶质细胞，干扰素调节因子7的活化都受到了抑制，且BV2细胞向神经毒性M1表型的转化也受到抑制。最后以小干扰RNA抑制BV2小胶质细胞中IRF7的表达，可见炎症蛋白诱导型一氧化氮合酶、肿瘤坏死因子α、CD16、CD32和CD86表达受到减少，抗炎标志物ARG1和YM1表达增加。结果表明，cGAS-STING-干扰素调节因子 7通路可在帕金森病发病中发挥重要作用。
https://orcid.org/0000-0003-1724-4135 (Yanqin Shen)
阿尔茨海默病的标志性特征是脑内Aβ在细胞外聚集而成的不溶性老年斑块，以及神经元内高度磷酸化的tau蛋白在细胞内聚集而成的神经纤维缠结。NLRP3炎症小体可能在Aβ沉积到tau磷酸化和聚集的转变中发挥作用。由于NLRP3主要存在于大脑中的小胶质细胞中，而tau主要位于神经元中，因此有人提出，小胶质细胞中的NLRP3可能通过上调促炎细胞因子间接触发tau的磷酸化。此次实验发现，神经元也表达NLRP3，且神经元中的NLRP3可调节tau磷酸化。进而利用生物化学方法定位了NLRP3基因的最小启动子，并确定了FUBP3是神经元中NLRP3的转录因子。然后在原代神经元和神经母细胞瘤细胞Neuro2A细胞中发现，只有当Aβ存在时，内源性NLRP3表达和tau磷酸化才需要FUBP3。而后在老年野生型小鼠和阿尔茨海默病小鼠大脑皮质神经元中均可见FUBP3表达上调。进一步转录组分析提示FUBP3很可能参与了神经细胞中的免疫反应。此外，FUBP3还可能与DNA损伤时的同源重组修复有关，这可能与FUBP3对DNA异常5’端的修剪功能相关。这些结果表明，神经元中的NLRP3可能比小胶质细胞NLRP3更直接地参与Aβ到tau磷酸化的转变，并且Aβ从根本上改变了神经元中NLRP3表达的调节机制。鉴于FUBP3在年轻野生型小鼠中的低表达以及在老年和阿尔茨海默病大脑中的显著上调，FUBP3可能成为预防阿尔茨海默病进展的潜在靶点。
https://orcid.org/0000-0003-4255-6763 (Zhe Wang)
成年神经发生减少与行为异常有关，这已在阿尔茨海默病中得到证实。增强成年神经发生对于对抗阿尔茨海默病的至关重要。然而，诱导成年神经发生的非药物干预仍然有限。单一的非药物干预（如有氧运动、声刺激、光刺激和嗅觉刺激）对阿尔茨海默病神经再生和认知水平的改善作用有限，且多因素联合干预的策略和治疗效果尚未完全阐明。此次实验发现，2-8月龄APP/PS1小鼠成年神经发生虽随着年龄的增长而减少，海马中Aβ积累则逐步增加。APP/PS1小鼠在4月龄时出现淀粉样蛋白沉积，6月龄时再生能力下降，且随着疾病的发展，再生能力进一步下降。对4和6个月APP/PS1小鼠进行为期4周的多因素刺激，包括非自愿跑步（46min/d、10m/min、6d/周）、40Hz声光刺激（1h/d、6d/周）和芳香嗅觉刺激（1h/d、6d/周），发现新生细胞（BrdU+细胞）、未成熟神经元（DCX+细胞）、新生未成熟神经元（BrdU+DCX+细胞）和新生星形胶质细胞（BrdU+GFAP+细胞）的数量显著增加，同时海马中Aβ负荷减少，提示这种多因素刺激可增强APP/PS1小鼠的成年海马神经发生，并改善Aβ神经病理变化。此外，Morris水迷宫、新颖物体识别、强迫游泳和悬尾测试发现，多因素刺激可提高APP/PS1小鼠的认知能力，并减轻其抑郁表现。此外，在停止治疗后，多因素刺激在巩固未成熟神经元方面的功效至少能保持2周。多因素刺激还能上调APP/PS1小鼠海马神经元相关蛋白（NeuN、DCX、PSD-95和SYP）、抗细胞凋亡相关蛋白（Bcl-2和PARP）和自噬相关蛋白（LC3B）水平，并降低细胞凋亡相关蛋白（BAX和caspase-9）水平，这可能与脑源性神经营养因子介导的信号通路和抗氧化通路有关。此外，血清代谢组学结果显示，多因素刺激调节与细胞凋亡、氧化损伤和认知相关的代谢产物。上述结果表明，多因素刺激可能是预防和治疗阿尔茨海默病的一种新的非侵入性策略。
https://orcid.org/0000-0001-6628-2029 (Liping Li)
β淀粉样蛋白(Aβ)清除在阿尔茨海默病发病机制中起着关键作用。然而，参与β淀粉样蛋白清除的功能蛋白的变化及其与β淀粉样蛋白水平的相关性仍不清楚。文章检索了PubMed、Embase、Web of Science和Cochrane图书馆数据库中的文献进行了荟萃分析和系统综述，包括从开始到2023-06-30发表的研究类文章。纳入标准包括比较健康对照组、轻度认知障碍和阿尔茨海默病患者血液、脑脊液和大脑中β淀粉样蛋白清除功能蛋白水平的研究。此外，研究还评估了阿尔茨海默病患者体内功能蛋白与β淀粉样蛋白水平之间的相关性。研究的方法学质量采用纽卡斯尔-渥太华量表进行评估。根据异质性，采用固定或随机效应模型评估对照组和干预组之间标准均值差异(SMD)的95%置信区间(CI)。研究结果显示，阿尔茨海默病患者、轻度认知障碍患者和健康老年人群的大脑中的胰岛素降解酶、NEP、基质金属蛋白酶9、chepsin D、晚期糖基化终末产物受体(RAGE)和P-糖蛋白水平发生了明显变化。在脑脊液中，髓系细胞触发受体2(TREM2)和泛素羧基端水解酶L1(UCHL-1)的水平发生了变化，而在外周血中，TREM2、CD40、CD40L、CD14、CD22、chepsin D、胱抑素C和α2M的水平也有所不同。值得注意的是，TREM2和cathepsin D在大脑中都出现了显著性变化(SMD = 0.31，95% CI: = 0.16-0.47，P < 0.001，I2 = 78.4%；SMD = 1.24，95% CI：0.01-2.48，P = 0. 048，I2 = 90.1%)和外周血样本(SMD = 1.01，95% CI: = 0.35-1.66，P = 0.003，I2 = 96.5%；SMD = 7.55，95% CI: = 3.92-11.18，P < 0.001，I2 = 98.2%)。此外，在阿尔茨海默病患者中观察到Aβ水平与TREM2(r = 0.16，95% CI: = 0.04-0.28，P = 0.009，I2 = 74.7%)、NEP(r = -0.47，95% CI: = -0.8--0.14，P = 0.005，I2 = 76.1%)和P-糖蛋白(r = -0.31，95% CI: = -0.51--0.11，P = 0.002，I2 = 0.0%)水平之间存在相关性。上述结果数据显示，TREM2和cathepsin D可作为阿尔茨海默病的潜在诊断生物标志物，而TREM2、NEP和P-糖蛋白可作为潜在的治疗干预靶点。
https://orcid.org/0000-0003-3133-759X (Ke Zhang); https://orcid.org/0000-0001-6206-8404 (Jiahe Wang)
腺苷介导的信号传导失衡，尤其是G蛋白偶联腺苷受体亚型A2AR介导的信号传导增加，在帕金森病（PD）的发病机制中扮演着重要角色。重复经颅磁刺激可改善帕金森病的运动/非运动症状；然而，经颅磁刺激产生有益影响的潜在机制尚不清楚。为探讨延长的间歇性θ爆发式经颅磁刺激（iTBS）对6-羟基多巴胺诱导的帕金森病大鼠模型的有益作用与腺苷介导信号转导的关系，实验对帕金森病大鼠进行为期3周的 iTBS 治疗，并以转棒实验评估其运动功能；并对病变尾壳核进行了免疫印迹、qRT-PCR、免疫组织化学和腺苷介导的信号传导成分的生化分析。结果发现，延长的间歇性θ爆发式经颅磁刺激可改善帕金森病大鼠的运动症状。6-羟基多巴胺病变导致尾壳核多巴胺能神经元逐渐丧失。经过延长的间歇性θ爆发式经颅磁刺激治疗后，运动症状完全恢复，这种改善伴随着A2AR的下调，以及延长的间歇性θ爆发式经颅磁刺激治疗3周后A1R-腺苷脱氨酶1恢复到生理水平。实验结果表明，6-羟基多巴胺诱导的变性使A1R的表达量最小化，A2AR的表达增加，而延长的间歇性θ爆发式经颅磁刺激通过控制A2AR 和 A1R 介导的腺苷信号之间的平衡抵消了这些不良影响，从而促进运动功能的恢复。
https://orcid.org/0000-0003-4855-6131 (Milorad Dragic)
多种血浆生物标志物，如淀粉样蛋白β（Aβ）、tau、神经丝轻链蛋白和胶质纤维酸性蛋白广泛用于阿尔茨海默病等神经退行性疾病的诊断。然而，对储存在-80℃下的血浆样品中这些生物标志物的长期稳定性尚知之甚少。为了解大型队列研究储存时间如何影响这些生物标志物的诊断准确性，试验从SILCODE实验中纳入229例认知正常者（CU）（包括健康对照组和主观认知能力下降）和99名认知受损者（CI）（包括轻度认知障碍和痴呆）的血浆样本，这些样本在-80℃下存储1个月至6年。结果显示，所有受试者血浆中Aβ42、Aβ40、神经丝轻链蛋白和胶质纤维酸性蛋白的浓度与存储时间没有显著相关性，而总tau浓度与存储时间呈显著负相关。有趣的是，在认知正常组中血浆总蛋白浓度和磷酸化tau181浓度与存储时间呈负相关，但这一现象未出现在认知受损人群。因此，血浆磷酸化tau181以及磷酸化tau181/tau的诊断能力可能会受到样本储存时间的影响，使用长期存储血浆样本中这些血浆生物标志物识别阿尔茨海默病等神经退行性疾病潜在患者时需要谨慎，且队列研究需要充分考虑存储时间这一变量对结果的影响。
https://orcid.org/0000-0003-0425-3921 (Jie Lu); https://orcid.org/0000-0003-0377-7424 (Ying Han);
https://orcid.org/0000-0003-0879-9809 (Yanning Cai)
帕金森病的特征是与突触核病变相关的神经变性。既往研究表明，胰高血糖素肽1对1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的帕金森病模型小鼠具有积极作用。然而，胰高血糖素肽1在突触核蛋白自身功能障碍中的作用尚不清楚。为此，实验探索了乳链球菌MG1363-pMG36e-GLP-1（L. lactis-GLP-1）对SncaA53T转基因帕金森病小鼠的改善作用及机制。结果显示，L. lactis-GLP-1可抑制转基因小鼠中多巴胺能神经元的死亡、α-Syn的病理凝集，并改善其运动功能。同时，L. lactis-GLP-1还能通过下调脂多糖相关炎症，减少小胶质细胞和星形胶质细胞的脑激活以及促进黑质细胞存活胰高血糖素肽1受体/PI3K/Akt通路，进而表现出抗帕金森病作用。此外，L. lactis-GLP-1还下调了血清促炎分子脂多糖、脂多糖相关蛋白、白细胞介素1β和白细胞介素6水平。最后，肠道组织病理学和蛋白质印迹结果进一步表明，L. lactis-GLP-1可通过逆转SncaA53T转基因小鼠肠道菌群失调来改善肠道完整性蛋白并减少炎症反应。结果结果表明，L. lactis-GLP-1对SncaA53T转基因帕金森病小鼠的积极作用是通过介导小胶质细胞极化和逆转肠道菌群失调实现的。因而，L. lactis-GLP-1可能成为一种潜在的帕金森病的治疗药物。
https://orcid.org/0000-0001-7768-3127 (Xin Fang); https://orcid.org/0000-0002-0506-8536 (Tingtao Chen);
https://orcid.org/0000-0003-1221-3727 (Mengyun Yue); https://orcid.org/0000-0002-0078-3805 (Wenjie Chen); https://orcid.org/0000-0003-1380-3534 (Daojun Hong)
在肌萎缩性脊髓侧索硬化症（ALS）的发病过程中，遗传学的重要性日益凸显。然而，目前还没有专门针对亚洲人群的家族性 ALS（fALS）临床特征和遗传谱的全面分析。本研究旨在通过一项为期 15 年的临床队列研究，全面分析中国大陆地区家族性 ALS 的临床特征和遗传谱。研究共纳入了来自 28 个省份的 302 个 ALS 家庭，时间跨度为 2008 年 1 月至 2023 年 9 月。研究人员采用基于群体的轨迹模型（GBTM）计算了修订版ALS功能评分量表（ALSFRS-R）的评分进展，并对fALS患者和其他1:4匹配的散发性ALS（sALS）患者进行了自引导内部验证。共有 244 名指数患者接受了基因筛查（SOD1、FUS、TDP43 和 C9ORF72），其中 146 名患者接受了全基因组下一代测序。基因水平负担分析用于评估 ALS 患者中罕见变异的分布情况。我们发现，动态进展较快与发病年龄较大、诊断延迟时间较短、体重指数较低、球部发病以及受影响的一级亲属较多有关。发病年龄和从发病到确诊的时间等属性对 fALS 和 sALS 临床进展轨迹的影响不相上下。ALS致病基因中的致病/可能致病（P/LP）变异降低了fALS患者的发病年龄。共有17.8%的fALS患者拥有两个或两个以上的P/LP变异体。测序内核关联测试分析表明，SOD1（P=1.3e-15）的罕见变异负担与罹患 fALS 的显著风险相关。我们通过对中国大陆临床队列长达15年的随访，最终证实了fALS的临床特征和遗传谱，有助于加深对fALS基因型与表型关系的理解。基于详细的临床和遗传信息，可以评估ALS的具体临床特征、临床预后和遗传变异，为开发针对基因型的治疗方法提供依据。
https://orcid.org/0000-0002-3129-9821 (Dongsheng Fan); https://orcid.org/0000-0002-1389-3544 (Ji He)
阿尔茨海默病是一种多发性淀粉样变性疾病，患者脑血管、微动脉瘤和老年斑中可见Aβ沉积。但是Aβ沉积如何影响轴突病理变化尚不明确。此次实验采用免疫组化和免疫荧光染色分析分析了阿尔茨海默病患者前脑脑组织切片。可见，阿尔茨海默病患者脑组织中存在广泛的轴突淀粉样变性，并伴有明显的轴突增大。阿尔茨海默病患者脑组织中Aβ阳性轴突直径平均是对照组轴突的1.72倍。进一步研究发现，淀粉样化轴突还存在MAP2丢失、Tau磷酸化、弥散性溶酶体不稳定性以及存在出血性物质如ApoE，HBA，HbA1C和Hemin沉积等特征。溶酶体不稳定性在阿尔茨海默病组织神经细胞溶酶体中也清晰可见，富含Aβ的溶酶体直径约为不含Aβ溶酶体的2.23倍，且与Aβ和组织蛋白酶D、HBA、ACTA2和ColIV的共表达有关。在少数极端情况下，淀粉样化轴突中还可观察到轴突断裂，可能造成神经华勒氏变性的后果。因此，与淀粉样变性、溶酶体失稳和微出血相关的轴突肿大是阿尔茨海默病的主要病理障碍。这些结果表明在阿尔茨海默病神经细胞中除存在受到广泛研究的神经细胞胞体和突触缺陷外，轴突损伤和连接组破坏是阿尔茨海默病神经病变中一个非常关键的环节。
https://orcid.org/0000-0002-0189-0282 (Hualin Fu)
神经元的生长和分支过程是神经元发育和再生的一个重要方面。实验提供了小分子抑制剂DDQ对HT22神经元细胞神经元发育影响的证据。实验发现转染了cDNA 突变 Tau 的分化 HT22 细胞经 DDQ 处理后，总tau和p-tau水平降低，微管相关蛋白2、β-tubulin、突触素、囊泡乙酰胆碱转运蛋白和过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α水平升高。DDQ通过突触生长的增加改善了表达mTau HT22 神经元的发育。由此认为经 DDQ 处理的 mTau-HT22细胞具有功能性神经元发育特征。
https://orcid.org/0000-0002-9560-9948 (P. Hemachandra Reddy);
https://orcid.org/0000-0003-4678-6443 (Jangampalli Adi Pradeepkiran)
Tau 是一种微管相关蛋白，可促进轴突中微管的组装和稳定性。在一系列被称为tau蛋白病的疾病中，Tau 会发生错构和聚集。微管对神经元功能至关重要，并通过一系列复杂的翻译后修饰进行调节，这些修饰的变化会影响微管的稳定性和动力学、微管与其他蛋白质/细胞结构的相互作用，并介导微管破坏酶的招募。由于微管动力学损伤会导致神经元功能障碍，实验假设人类疾病中的认知障碍也会受到微管动力学损伤的影响。因此，实验旨在研究 Tau 的致病突变（P301L）对微管稳定性和动态的微管翻译后修饰的水平和定位的影响，以评估 P301L-Tau 是否会导致微管的稳定性改变。为了研究Tau的定位、磷酸化以及对微管蛋白翻译后修饰的影响，实验在人类MAPT-KO诱导多能干细胞（iPSC）来源的神经元（iNeurons）中表达了野生型或P301L-Tau，并检测了转基因人类P301L-Tau的小鼠（pR5小鼠）海马神经元中的Tau表达。与表达内源性 Tau 的神经元相比，表达 P301L 突变的最长 Tau 异构体（2N4R）的人类神经元在 AT8（而非 p-Ser-262 表位）处的 Tau 磷酸化增加，微管的多聚谷氨酰化和乙酰化增加。P301L-Tau表现出明显的树突和轴突，其轴树突分布与外源表达的2N4R-野生型Tau相似。与非转基因小鼠相比，转基因小鼠中表达 P301L-Tau 的海马神经元表现出突出的错构化和 tau蛋白病典型的 AT8 磷酸化，微管的多聚谷氨酰化增加，但乙酰化减少。总之，P301L 突变体 Tau 导致微管 翻译后修饰发生变化，表明微管稳定性受损。这在小鼠中伴随着错构和聚集，但在人类多能干细胞衍生的神经元中却没有。微管翻译后修饰/损伤可能是tau蛋白病的关键因素。
https://orcid.org/0000-0002-7510-3077 (Hans Zempel)
阿尔茨海默病（AD）最初被认为是由与年龄相关的斑块累积引起的，近年来，越来越多的研究将阿尔茨海默病与溶酶体贮存和代谢紊乱联系起来，对其发病机制的解释也从淀粉样蛋白和tau累积转向氧化应激以及缺氧条件下加重的脂质和葡萄糖代谢障碍。然而，将这些细胞过程和条件与疾病进展联系起来的潜在机制尚未确定。实验采用了一种疾病相似性方法，通过使用已知会增加注意力缺失症风险的先天性疾病（即唐氏综合征（DS）、尼曼皮克病 C 型（NPC）和粘多糖病 I 型（MPS I））的转录组数据来识别注意力缺失症的未知分子靶标。实验在这些疾病的体外和体内模型中发现了共同的通路、枢纽基因和 miRNA，它们是神经保护和改善注意力缺失症病理的潜在分子靶点，其中许多从未与注意力缺失症相关。然后，将鼻咽癌疾病小鼠模型的脑样本与人类和小鼠注意力缺失症模型的脑样本并列，研究了鼻咽癌疾病小鼠模型脑样本中常见的分子改变。详细的表型、分子、年代学和生物衰老分析表明，Npc1tm(I1061T)Dso小鼠模型可作为一种潜在的短期体内脑衰老和AD研究模型。这项研究全面探讨了先天性疾病与神经退行性病变的关系，为AD研究提供了新的视角，同时也凸显了各种体外模型的不足之处和缺乏相关性。考虑到目前缺乏能再现脑衰老生理特征的AD小鼠模型，短寿命的Npc1tm（I1061T）Dso小鼠模型能进一步加速这些领域的研究，并为从加速脑衰老的角度理解AD的分子机制提供了一个独特的模型。
https://orcid.org/0000-0003-2952-2008 (Jason Newton); https://orcid.org/0000-0002-6132-5197 (Alaattin Kaya)
海马神经元丧失会导致阿尔茨海默病的认知功能障碍。阿尔茨海默病患者的成年海马神经元生成减少。运动可刺激啮齿类动物的成年海马神经元发生，并改善阿尔茨海默病患者的记忆功能，延缓认知能力减退。然而，运动诱导成体海马神经发生和改善阿尔茨海默病患者认知能力的分子途径尚不清楚。最近，G 蛋白信号调节器 6（RGS6）被确定为主动跑步诱导阿尔茨海默病小鼠成体海马神经发生的介导因子。实验生成了新型 RGS6fl/fl; APPSWE小鼠，并以逆转录病毒方法研究了从齿状回神经元祖细胞中删除RGS6基因对自主跑步诱导的阿尔茨海默病小鼠成年海马神经发生和认知能力的影响。结果发现，APPSWE 小鼠的自主跑步可使其海马认知障碍恢复到基本正常水平；齿状回神经元祖细胞中缺失RGS6会阻止这种认知功能的恢复和成年海马神经发生减少。未运动的APPSWE小鼠的成年海马神经发生减少，RGS6缺失会导致齿状回神经前体细胞的海马神经发生。RGS6在阿尔茨海默病患者的齿状回神经元中表达。总之，G 蛋白信号调节器 6 (RGS6) 介导运动诱导阿尔茨海默病后的海马神经发生、学习和记忆功能恢复，提示海马齿状回神经前体细胞中的RGS6是阿尔茨海默病干预的潜在靶点。
https://orcid.org/0000-0003-3108-4836 (Rory A. Fisher)
微管切割蛋白Spastin的后修饰导致了对微管切断活性的精确时空控制。然而，在神经元生长过程中，Spastin 蛋白更替的详细机制仍不清楚。实验发现spastin与泛素相互作用，并通过K48介导的多泛素化显著降解。Cullin3促进了Spastin的降解和泛素化。RBX1（而非RBX2）与Cullin3蛋白共同调控Spastin的降解。过量表达Culin3或BRX1都会显著抑制spastin的蛋白水平，并抑制Spastin介导的微管切断和促进神经元生长的作用。此外，还发现 USP14 介导了 spastin 的去泛素化。USP14 与 Spastin 相互作用。过量表达 USP14 能显著提高蛋白水平，抑制 Spastin 的泛素化和降解。虽然Spastin和USP14的共同表达并不能增强微管的切断，但却能增加海马神经元的神经元长度。总之，实验结果阐明了Spastin周转的复杂调控机制，强调了Cullin-3-Ring E3泛素连接酶复合物和USP14在协调其降解和泛素化调控中的作用。这些因素之间的动态相互作用决定了海绵蛋白的稳定性和功能性，并最终影响微管动力学和神经元形态。这些发现为Spastin相关神经退行性疾病的治疗提供了新的分子机制和潜在干预策略。
脊髓延髓肌萎缩是一种神经退行性疾病，由编码响应雄激素的转录因子雄激素受体基因中CAG三核苷酸重复序列异常扩增所引起。突变的雄激素受体基因翻译产生多聚谷氨酰胺区域异常扩增的雄激素受体蛋白，该蛋白易发生错误折叠并聚集在细胞核中，改变蛋白质的相互作用并扰乱雄激素受体蛋白介导的转录调控。此次实验发现，在N2a细胞和小鼠大脑中，多聚谷氨酰胺异常扩增的突变雄激素受体会导致中脑星形胶质细胞源性神经营养因子的表达降低。在小鼠脑内过表达中脑星形胶质细胞源性神经营养因子可抑制突变雄激素受体的蛋白聚集，并降低其神经毒性；而敲低内源性中脑星形胶质细胞源性神经营养因子则可加剧突变雄激素受体的蛋白聚集及其造成的神经元损伤。因此得出，突变雄激素受体抑制中脑星形胶质源性神经营养因子表达是脊髓延髓肌萎缩神经退行性变的潜在机制。
https://orcid.org/0000-0002-9370-8838 (Xiao-Jiang Li); https://orcid.org/0000-0002-4925-8710 (Su Yang)
帕金森病和多系统萎缩都被归类为α-突触核蛋白病，其特征是α-突触核蛋白的异常积聚，这为它们的比较研究提供了共同的病理背景。此外，帕金森病和多系统萎缩都涉及神经元死亡，这一过程可能会将循环游离DNA释放到血液中，导致其特征的特定改变。这一前提为研究循环游离DNA作为潜在生物标志物奠定了基础。循环游离DNA因其潜在的病理意义而受到关注，但其在帕金森病和多系统萎缩背景下的特征尚不完全清楚。此研究分析了62例帕金森病和33例多系统萎缩患者的血浆循环游离DNA特征，包括循环游离DNA总浓度、非凋亡来源的循环游离DNA水平、循环游离DNA完整性和相对端粒长度（cell free DNA relative telomere length, cf-RTL），以76名健康者为正常对照组。结果显示，与NC相比，帕金森病和多系统萎缩患者的循环游离DNA完整性显著提高，而相对端粒长度显著缩短。ROC分析表明，循环游离DNA完整性和相对端粒长度在区分帕金森病和多系统萎缩与正常对照组方面具有良好的诊断准确性。具体而言，较高的循环游离DNA完整度与帕金森病（OR: 5.72；95% CI: 1.54-24.19）和多系统萎缩（OR: 10.10；95% CI: 1.55-122.98）的风险增加有关。相反，较长的相对端粒长度与帕金森病（OR: 0.16；95% CI: 0.04-0.54）和多系统萎缩（OR:0.10；95% CI：0.01-0.57）的风险降低有关。这些结果表明，血浆循环游离DNA完整性和相对端粒长度在帕金森病和多系统萎缩中的诊断潜力，表明这些特性不仅可作为早期辅助诊断的生物标志物，还可能反映疾病的潜在病理机制。
https://orcid.org/0000-0002-7690-9013 (Wei Mao); https://orcid.org/0000-0003-0879-9809 (Yanning Cai)
冻结步态是帕金森病患者常出现的一种显著且使人衰弱的运动症状。静息态功能磁共振的方法及其多层次的特征指标为帕金森病冻结步态的研究带来了新的视角和有价值的信息，揭示了帕金森病冻结步态伴有广泛的大脑固有网络的活动及调节异常；然而，如何在临床环境中实现多水平指标的组合并辅助帕金森病冻结步态诊断仍是未知。既往的研究显示放射组学方法能够提取最佳特征作为生物标志物，识别或预测疾病，但这种方法在帕金森病冻结步态领域的研究还是空白。此次横断面研究试验旨在基于静息态功能磁共振成像的多指标和临床特征，评估以放射组学特征区分帕金森病患者伴或不伴有冻结步态的有效性。试验纳入28例帕金森病伴有冻结步态患者（15男13女，平均63岁）、30例帕金森病不伴有冻结步态患者（16男14女，平均64岁）和33名健康对照（13男20女，评价64岁），通过3.0T MRI扫描提取平均低频振幅（mALFF）、平均局部一致性（mReHo）和度中心性（DC），同时评估神经系统和临床特征。继而采用LASSO算法提取特征，分别建立基于静息态功能磁共振成像指标及其结合临床特征的前馈神经网络模型，然后对3组参与者进行预测分析，以建立融合临床特征的模型。随后，进行了额外的100次5倍交叉验证，以确定每个分类任务的最有效模型，并通过AUC评估模型的性能。结果显示，对于帕金森病患者伴或不伴有冻结步态患者与健康对照的分类，仅使用平均局部一致性的模型显示出最高的AUC，分别为0.750（准确度为70.9%）和0.759（准确度为65.3%）。对于帕金森病患者伴或不伴有冻结步态患者的分类，使用平均低频振幅结合2种临床特征（MoCA评分和HAMD评分）的模型显示出最高的AUC，达到0.847（准确率为74.3%）。其中，帕金森病冻结步态最相关的特征包括左侧海马旁回的平均低频振幅变化和2种临床特征（MoCA评分和HAMD评分）。上述结果表明，基于静息态功能磁共振成像指数和临床信息的放射学特征可能是识别帕金森病冻结步态的一种潜在工具。
https://orcid.org/0000-0001-8114-5727 (Guoguang Fan)
神经细胞死亡和连接性丢失是阿尔茨海默病（AD）的主要病理机制之一。淀粉样β蛋白（Aβ）的积累是阿尔茨海默病的一个主要特征，它被认为会诱发神经细胞异常，如生长减少、延伸和生长锥形态异常，所有这些都会导致连接性降低。然而，在细胞和分子水平上支配这种反应的确切机制仍然未知。实验采用一种创新方法证明 Aβ 在二维和三维培养系统中对神经元动态的影响，以提供一种更符合生理的培养几何形状。实验采用的多种方法包括在培养基中添加外源性 Aβ 、生长基质涂层以及使用人类诱导多能干细胞 (iPSC) 技术，来探索内源性 Aβ 分泌对神经元生长的作用，从而为未来个性化医疗的应用提供空间。实验还探索了 Aβ 诱导的神经元抑制过程中 Nogo 信号级联的参与。结果显示，通过分别使用 Y-2732 和布洛芬调节Nogo信号通路下游 ROCK和RhoA，可以在 Aβ 存在的情况下恢复甚至增强神经元的连通性。总之，这项研究使人们有可能深入了解神经元生长和抑制的生物学过程，又提出了在 Aβ存在下神经连接性降低的特定机制，并提出了可恢复神经元生长的干预靶点。
https://orcid.org/0000-0001-7613-525X (Stefan Przyborski)
作者既往研究构建的一种焦甲烯酸衍生物(E)-2-(3,4-二羟基苯基)-3-羟基-4H-吡喃-4-1（D30），具有抗炎抗氧化，抑制Aβ聚集等特性，并能减轻东莨菪碱诱导的小鼠认知障碍，其作用类似于III期临床药物白藜芦醇。实验通过侧脑室注射Aβ原纤维建立了阿尔茨海默病小鼠模型，以评估D30对其神经病理学表现的影响。结果显示，D30可减轻Aβ原纤维诱导的认知障碍，促进外源Aβ原纤维从海马和皮质的清除，并抑制氧化应激和小胶质细胞和星形胶质细胞的激活。D30还能逆转Aβ原纤维诱导的树突棘和突触蛋白的丢失。值得注意的是，实验证明，侧脑室注射外源性Aβ原纤维可明显上调大脑中半乳糖凝集素3的水平，且这种变化可被D30阻断。鉴于D30在促进Aβ清除、抗神经炎症、突触保护和认知改善的作用，因此认为D30可成为治疗阿尔茨海默病的潜在药物。
https://orcid.org/0000-0002-7229-2810 (Xueyan Liu); https://orcid.org/0000-0002-7914-1054 (Wei Wu);
https://orcid.org/0000-0002-9268-9217 (Chenlu Li); https://orcid.org/0000-0001-5851-3261 (Zu-Cheng Ye);
https://orcid.org/0000-0002-0377-8913 (Daijun Zha)
α-突触核蛋白的积累和传递在帕金森病的发病机制中至关重要，但错误折叠的α-突触核蛋白积累和传递的机制尚未完全明确。低密度脂蛋白受体相关蛋白1可在神经元中大量表达，被认为是一种多功能的内吞受体，在帕金森病神经元中高表达。然而，低密度脂蛋白受体相关蛋白1与帕金森病中α-突触核蛋白的聚集和传递之间是否存在直接联系尚不清楚。此次实验以α-突触核蛋白预成型纤维诱导帕金森病模型猴和小鼠，发现两者纹状体和黑质中低密度脂蛋白受体相关蛋白1水平升高，并伴有多巴胺能神经元损失和α-突触核蛋白水平升高。而敲低低密度脂蛋白受体相关蛋白1可有效地减轻多巴胺能神经退行性变，并抑制黑质纹状体系统中α-突触核蛋白水平的上调。进一步观察片段化α-突触核蛋白质粒过表达HEK293A细胞发现，只有当α-突触核蛋白的N端存在时，低密度脂蛋白受体相关蛋白1水平才会上调，而N端缺失的α-突触核蛋白不能引起低密度脂蛋白受体相关蛋白1水平的上调。而后在α-突触核蛋白预成型纤维诱导PC12细胞中发现α-突触核蛋白的N端富含赖氨酸，而阻断赖氨酸可有效降低低密度脂蛋白受体相关蛋白1和α-突触核蛋白水平的升高。上述发现表明，低密度脂蛋白受体相关蛋白1可通过与α-突触核蛋白 N端赖氨酸残基作用，介导了α-突触核蛋白在帕金森病黑质纹状体系统中从纹状体到黑质的病理传递。
https://orcid.org/0000-0002-2308-9031 (Min Chen)
阿尔茨海默病谷氨酸神经递质紊乱会导致突触功能障碍和突触丢失。多项研究利用谷氨酸转运抑制剂证明，可溶性淀粉样β蛋白寡聚体通过干扰谷氨酸转运体1介导的谷氨酸摄取，诱发突触功能障碍。可溶性淀粉样β蛋白寡聚体的突触效应的细胞靶点，包括与谷氨酸转运体1相互作用的性质，仍未明确。实验研究了谷氨酸转运体1敲除小鼠谷氨酸转运体1在细胞类型中的特异功能，并在小鼠海马切片的CA1区检测了场兴奋突触后电位。结果显示，可溶性淀粉样β蛋白寡聚体和谷氨酸摄取抑制剂会诱发海马长时程增强损伤。淀粉样β蛋白寡聚体神经元谷氨酸转运体1基因敲除小鼠中不能抑制海马长时程增强，而在星形胶质细胞谷氨酸转运体1基因敲除小鼠中却不能抑制海马长时程增强。神经元中的谷氨酸转运体1基因敲除掩盖或阻断了可溶性淀粉样β蛋白寡聚体的作用，这表明神经元中的谷氨酸转运体1基因敲除和可溶性淀粉样β蛋白寡聚体抑制突触可塑性的代谢或信号后果显示出了外显性，因此共享相似的分子途径。为了扩展这些观察结果，进一步测试了其他类型的谷氨酸平衡操纵对突触可塑性和可溶性淀粉样β蛋白寡聚体病理生理学的影响。头孢曲松可上调谷氨酸转运体1的水平，还可防止可溶性淀粉样β蛋白寡聚体对长时程增强的损害。总之，实验结果表明，淀粉样β蛋白对突触功能的影响高度依赖于谷氨酸再摄取平衡，可溶性Aβ寡聚体对突触功能的破坏是通过与神经元而非星形胶质细胞的谷氨酸转运体1相关的途径介导的。这项研究的发现凸显了以神经元谷氨酸转运体1为靶点对抗淀粉样β蛋白诱导的阿尔茨海默病突触功能障碍的转化潜力。这项研究表明，上调谷氨酸转运体1（如通过头孢曲松）可预防淀粉样β蛋白相关损伤，从而支持开发旨在调节谷氨酸平衡的疗法，以保护突触功能并对抗阿尔茨海默病的认知能力下降。
https://orcid.org/0000-0001-9451-2151 (Shaomin Li)
tau蛋白病是一组以tau蛋白异常聚集为特征的神经退行性疾病，包括阿尔茨海默病、额颞叶痴呆等。尽管tau蛋白的异常聚集与神经元死亡密切相关，但其具体毒性机制尚不清楚。P301S tau转基因小鼠（P301S小鼠）作为一种研究模型，能够模拟人类tau蛋白病的病理特征，为研究tau蛋白的毒性机制提供了重要工具。实验通过培养P301S小鼠和对照组小鼠（C57小鼠）的星形胶质细胞，比较了两组细胞培养液（ACM）中的蛋白质成分。利用无标记液相色谱-串联质谱（LC MS/MS）技术，详细分析了P301S-ACM和C57-ACM中的蛋白质组成。结果发现，P301S-ACM中约57%的富集蛋白为细胞质蛋白，这些蛋白与细胞代谢相关，且不通过经典或非经典分泌途径释放。相比之下，C57-ACM中约88%的富集蛋白为经典分泌蛋白，主要富集在细胞外基质成分中。此外，P301S小鼠的星形胶质细胞在体外培养时体积较小，且在体内表现出成熟度较低的特征。这些差异表明，P301S小鼠的星形胶质细胞可能通过一种非常规分泌途径释放蛋白质，这与Aβ暴露后的星形胶质细胞培养液（ACM）表现出相似的特征，提示tau蛋白和Aβ可能诱导了共同的不良反应途径。这一发现不仅揭示了P301S小鼠星形胶质细胞的异常分泌特征，还为阿尔茨海默病和其他tau蛋白病的临床诊断提供了潜在的生物标志物。
https://orcid.org/0000-0003-1951-3175 (Aviva M. Tolkovsky);
https://orcid.org/0000-0002-8544-7332 (Maria Grazia Spillantini)
