自噬诱导剂雷帕霉素对帕金森病有神经保护作用，但作用机制尚不明确。铁死亡是一种非典型的细胞死亡方式，其在帕金森病的病理机制中起着重要作用。为探讨帕金森病中雷帕霉素与铁死亡之间的联系，实验以雷帕霉素干预1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的帕金森病小鼠模型和1-甲基-4-苯基吡啶离子诱导的帕金森病细胞模型。结果显示，雷帕霉素可有效改善帕金森病模型小鼠的行为学表现，减少黑质致密部多巴胺神经元的丢失和铁死亡相关指标谷胱甘肽过氧化物酶4、溶质载体家族7成员11、谷胱甘肽、丙二醛和活性氧的表达。雷帕霉素可以提高帕金森病细胞模型的存活率，并减少的铁死亡。铁死亡诱导剂RSL3和自噬抑制剂3-MA对雷帕霉素的神经保护作用有拮抗作用。因此，通过激活自噬来抑制铁死亡是雷帕霉素对PD发挥神经保护作用的机制。调节铁死亡和自噬可能成为帕金森病药物治疗的干预靶点。
https://orcid.org/0000-0002-5794-9634 (Yunfu Wang); https://orcid.org/0000-0002-2860-3685 (Jing Zhu)
已有研究报道，帕金森病与小胶质细胞介导的炎性反应有关。间充质干细胞来源的外泌体在多种疾病的治疗中表现出抗炎作用，而其是否可以通过抑制小胶质细胞介导的炎性反应保护帕金森病神经元尚未可知。实验首先观察了hucMSCs-Exos对于6-羟基多巴胺制备的帕金森病模型大鼠的治疗作用，发现hucMSCs-Exos可以改善PD模型大鼠的行为学表现，增加纹状体多巴胺及其代谢物的含量，减轻黑质致密部多巴胺能神经元的损伤，同时发现其可以跨越血脑屏障，与损伤侧黑质部位的小胶质细胞共定位，并抑制小胶质细胞的激活。为进一步验证hucMSCs-Exos对小胶质细胞的抑制是否参与了对神经元的保护作用，体外制备小胶质细胞炎性诱导的神经元损伤细胞模型，发现hucMSCs-Exos可以被小胶质细胞所摄取，并通过抑制小胶质细胞的焦亡减轻其对神经细胞的损伤。同时，对hucMSCs-Exos进行了micRNAs与蛋白测序并初步分析了发挥作用的关键因子与信号通路。这些数据表明，hucMSCs-Exos可以通过抑制小胶质细胞的激活，对帕金森病发挥神经保护作用。
https://orcid.org/0000-0002-2643-3459 (Xi-Qing Chai); https://orcid.org/0000-0001-8765-0396 (Sheng-Jun An)
大黄素是一种从大黄等中草药的提取物，对中枢神经系统有神经保护作用，但其对多发性硬化的潜在治疗作用尚不清楚。实验通过免疫诱导建立实验性自身免疫性脑脊髓炎大鼠模型，模拟多发性硬化，并从免疫诱导日起腹腔注射大黄素（20 mg/kg/d）至处死。结果可见大黄素可明显改善实验性自身免疫性脑脊髓炎大鼠的体重减轻和神经障碍，减轻炎症细胞浸润和脱髓鞘程度，降低炎症细胞因子的表达，抑制小胶质细胞的聚集和活化，减少NLRP3信号相关分子的表达，增加SIRT1和过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α表达。提示大黄素可用于治疗实验性自身免疫性脑脊髓炎，且其作用与调节SIRT1/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α/NLRP3信号通路以及抑制小胶质细胞炎症水平有关。这一研究为临床应用大黄素治疗多发性硬化提供了实验依据，并丰富了大黄素的临床应用范围。
https://orcid.org/0000-0002-1815-7036 (Juan Feng)
脑出血常伴有由活性氧诱导的氧化应激，后者可导致线粒体功能异常和继发性活性氧的产生，进而造成活性氧积累的恶性循环，导致脑出血的进展。因此，从线粒体开始，抑制恶性循环中活性氧的积累对于减少脑卒中后神经元死亡至关重要。作者所在课题组既往研究发现增加NADPH氧化酶4的表达，可导致神经元凋亡和血脑屏障损伤。此次实验进一步探索NADPH氧化酶4在脑出血神经元中对氧化应激的耐受性、线粒体活性氧以及细胞凋亡以外的神经元死亡模式等恶性循环中的作用。结果发现，腺相关病毒敲低NADPH氧化酶4可有效增强神经元对氧化应激的耐受性，使其更好地抵抗脑出血引起的氧化应激。此外，敲低NADPH氧化酶4还可减少线粒体中活性氧的产生，缓解线粒体损伤，打破继发性活性氧积累导致的恶性循环，减少神经元焦亡，有助于缓解脑出血后继发性脑损伤。最后使用线粒体靶向超氧化物歧化酶模拟物通过来探索活性氧与NADPH氧化酶4之间的关系，发现线粒体靶向超氧化物歧化酶模拟物通可抑制NADPH氧化酶4的表达和神经元细胞焦亡，这与敲低NADPH氧化酶4的效果相似。表明NADPH氧化酶4可能是抑制线粒体中活性氧产生的重要靶点。
https://orcid.org/0000-0003-4765-5699 (Bo-Yun Ding); https://orcid.org/0000-0002-7357-9127 (Yi-Zhao Chen)
异源核糖核蛋白G蛋白在肌萎缩性侧索硬化小鼠（TG SOD1*G93A 1Gur）模型的早期脊髓中下调，但其可能的下调作用尚不清楚。因此，为探讨异源核糖核蛋白G蛋白在肌萎缩性侧索硬化小鼠脊髓神经元死亡中的可能作用和机制，实验用免疫组化和Western blotting（WB）分析脊髓中的hnRNPp；干扰大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞（PC12细胞）的3个异源核糖核蛋白G蛋白-siRNA序列，使用CCK8分析基因沉默后的细胞增殖，并使用Western Blot定量分析干扰后的细胞内TDP43、SOD1和Bax蛋白表达改变。结果显示，异源核糖核蛋白G蛋白主要定位于神经元。肌萎缩性侧索硬化小鼠在发病前阶段腰椎脊髓段前角的异源核糖核蛋白G蛋白阳性细胞（HNRNPGCs）显著高于对照组（WT小鼠），但在发病阶段显著低于对照组。肌萎缩性侧索硬化小鼠发病期全脊髓中央管和周围灰质中的HNRNPGCs均显著低于对照组，肌萎缩性侧索硬化小鼠腰椎段的HNRNPGCs在发病前显著高于对照组，在进展期显著低于对照组。肌萎缩性侧索硬化小鼠颈段和胸段后角的HNRNPGCs在发病前和进展期均显著低于对照组。异源核糖核蛋白G蛋白在肌萎缩性侧索硬化小鼠颈髓段的表达在发病前显著高于对照组，但在进展期显著低于对照组。与对照组相比，肌萎缩性侧索硬化小鼠胸段脊髓异源核糖核蛋白G蛋白的表达在发病前显著增加，在发病期显著降低，在进展期显著增加。异源核糖核蛋白G蛋白在肌萎缩性侧索硬化小鼠腰椎脊髓段的表达在进展期显著低于对照组。异源核糖核蛋白G蛋白基因沉默后，PC12细胞的存活率低于正常和阴性对照细胞，TDP43和Bax的表达均显著高于对照组。以上结果表明，异源核糖核蛋白G蛋白通过防止肌萎缩侧索硬化致病蛋白反式激活物调节DNA结合蛋白43异常积累减少肌萎缩性侧索硬化中的神经元死亡。因而，异源核糖核蛋白G蛋白是肌萎缩性侧索硬化的候选保护因子，是治疗该神经退行性疾病的潜在干预靶点。
https://orcid.org/0000-0003-0313-3434 (Ren-Shi Xu)
阿尔茨海默病是一种导致认知功能下降的神经退行性疾病，与大脑慢性炎症有关。生酮饮食是一种广泛应用于顽固性癫痫的辅助疗法，最近的研究表明，它可能对包括阿尔茨海默病在内的神经退行性疾病具有治疗作用。为探讨生酮饮食对阿尔茨海默病认知功能的治疗作用以及相关机制。实验将APP/PS1阿尔茨海默病模型小鼠随机分为生酮饮食组或正常对照饮食组，接受3个月的饮食治疗。结果表明，生酮饮食改善了阿尔茨海默病小鼠的认知功能，并减少了淀粉样斑块的沉积、胶质细胞增生和促炎细胞因子的水平，并且增强Nrf2/HO-1信号通路活性，抑制了NF-κB通路活性。以上结果表明，生酮饮食可能通过改善与Aβ诱导的炎症相关的神经毒性而在治疗阿尔茨海默病方面具有治疗潜力。
https://orcid.org/0000-0002-6242-1025 (Shengdi Chen); https://orcid.org/0000-0003-1779-6554 (Yuyan Tan)
在阿尔茨海默病中，转运体P-糖蛋白（P-gp）负责清除大脑中的淀粉样β蛋白（Aβ），Aβ似乎与鞘磷脂的代谢有关，而鞘磷脂参与P-糖蛋白的调节。有必要阐明P-糖蛋白和鞘磷脂随Aβ的变化，并阐明它们在阿尔茨海默病的病理过程中的潜在联系。实验首先使用了不同月龄的APP/PS1 阿尔茨海默病模型小鼠研究P-糖蛋白在阿尔茨海默病病理过程中的变化。发现WT和APP/PS1小鼠脑内P-糖蛋白的表达均随年龄的增长而增加，而3月龄和6月龄的APP/PS1小鼠的P-糖蛋白转运活性与WT小鼠相近，在9月龄时高于WT小鼠，在12月龄时显著低于WT小鼠。这可能是由于在9月龄时，Aβ沉积快速增加，导致APP/PS1小鼠脑中P-糖蛋白表达和功能代偿性地上调。在12月龄时，Aβ的过度沉积导致APP/PS1小鼠的P-糖蛋白表达上调，但清除Aβ的能力受损，转运活性降低。同时研究了鞘磷脂在阿尔茨海默病病理过程中的变化。发现9和12月龄的APP/PS1小鼠大脑中的鞘磷脂水平显著低于WT小鼠，神经酰胺水平和中性鞘磷脂酶1活性显著高于WT小鼠。之后，使用hCMEC/D3细胞人血脑屏障模型，使用不同浓度的Aβ处理细胞模拟不同的病理状态，发现了类似的结果：较高浓度的Aβ处理（5 和10 μM）上调中性鞘磷脂酶1的表达和活性，导致P-糖蛋白表达提高，但转运活性下降。说明在严重的阿尔茨海默病病理状态下，无论是高浓度Aβ处理的hCMEC/D3细胞，还是月龄较大的阿尔茨海默病后期APP/PS1小鼠，Aβ的积累都会导致中性鞘磷脂酶1的表达和活性上调，P-糖蛋白的转运功能受损。实验通过体外和体内结果共同揭示了阿尔茨海默病中P-糖蛋白、鞘磷脂和Aβ之间的关系，证明中性鞘磷脂酶1通过鞘磷脂/神经酰胺途径调节P-糖蛋白的表达和功能，为阿尔茨海默病治疗和药物开发提供了新策略。
https://orcid.org/0000-0003-4162-922X (Qing Yang)
淀粉样蛋白β斑块是阿尔茨海默病的主要病理特征，然而尚不清楚哪种类型的神经元在阿尔茨海默病初始阶段产生淀粉样蛋白β。实验首先发现β淀粉样前体蛋白和早老素1转基因阿尔茨海默病模型小鼠和阿尔茨海默病患者的脑组织均存在高表达的5-羟色胺受体3亚单位A。为了解5-羟色胺受体3亚单位A中间神经元是否与位于中间神经元所在区域的β-淀粉样蛋白淀粉样斑产生有关，实验以免疫双标共聚焦显微镜观察可见，在阿尔茨海默病模型小鼠模型中，5-羟色胺受体3亚单位A阳性中间神经元聚集在淀粉样蛋白β斑块周围，且淀粉样蛋白β斑块附近的部分APP 阳性或β位点APP裂解酶-1阳性神经突与5-羟色胺受体3亚单位A中间神经元共定位，表明5-羟色胺受体3亚单位A强阳性中间神经元是产生β-淀粉样蛋白淀粉样斑的神经元之一。最后以5-羟色胺受体3阻断剂对5.0-5.5月龄阿尔茨海默病模型小鼠连续干预8周，可见小鼠的认知缺陷被部分逆转，β-淀粉样蛋白淀粉样斑和神经炎症显著减轻，且5-羟色胺受体3亚单位A表达也显著减少，钙调磷酸酶/活化T细胞核因子信号通路受到抑制。表明5-羟色胺受体3亚单位A阳性中间神经元可部分参与有助于阿尔茨海默病初始阶段淀粉样蛋白β的产生，且干扰5-羟色胺受体3亚单位A能够部分逆转阿尔茨海默病的病理变化。
https://orcid.org/0000-0001-6165-2107 (Qiong-Lan Yuan)
尽管有研究表明，成纤维细胞生长因子13在阿尔茨海默病小鼠和患者大脑中表达下调，且其可在学习和记忆中发挥着重要作用，但其涉及的分子机制仍然不明。此次实验以双侧海马立体定向注射Aβ1-42建立阿尔茨海默病大鼠模型，双侧海马注射携带成纤维细胞生长因子13的慢病毒以过表达成纤维细胞生长因子13。可见阿尔茨海默病模型大鼠脑组织中成纤维细胞生长因子13表达下调。而成纤维细胞生长因子13过表达后，阿尔茨海默病大鼠模型学习记忆能力明显改善，脑组织中氧化应激相关标志物谷胱甘肽和超氧化物歧化酶、磷脂酰肌醇-3-激酶、AKT及糖原合成酶激酶3β磷酸化水平、抑凋亡因子BCL-2蛋白水平增加，而凋亡细胞数量、促凋亡因子BAX、Cleaved-caspase 3和β 淀粉样蛋白表达、Tau磷酸化、丙二醛、活性氧以及乙酰胆碱酯酶水平减少。且上述变化可被磷脂酰肌醇-3-激酶抑制剂LY294002所逆转。由此得出，成纤维细胞生长因子13过表达可通过激活磷脂酰肌醇-3-激酶/AKT/糖原合成酶激酶3β信号通路，改善阿尔茨海默病大鼠模型中大脑神经元损伤。
https://orcid.org/0000-0002-4763-4591 (Hong Zhu)
伴有脑损伤的视神经脊髓炎谱系疾病患者存在严重的丘脑萎缩，但无明显脑病灶的视神经脊髓炎谱系疾病患者是否出现皮质萎缩、其皮质改变与其临床特征相关性目前尚不完全明确。为此，试验于2020年12月至2022年2月在中南大学湘雅二医院招募了43例无明显脑部病灶的视神经脊髓炎谱系疾病患者和45名健康对照者，使用高分辨率T1加权结构磁共振成像利用基于表面的形态学方法分析其大脑皮质变化及与临床特征之间的相关性。结果发现，与健康对照组相比，视神经脊髓炎谱系疾病组双侧额中回喙部和左额上回的皮质厚度显著降低。亚组分析进一步探讨了既往视神经炎临床发作（出现脑病灶）对视神经脊髓炎谱系疾病患者皮质厚度的影响，结果显示，与未发生视神经炎的患者相比，既往有视神经炎临床发作的视神经脊髓炎谱系疾病患者双侧楔叶、上顶叶皮质和距状旁回皮质厚度较小。相关性分析结果显示，双侧额中回喙部皮质厚度与数字符号转换测试评分呈正相关，但与连线测试评分和扩展残疾状态量表评分呈负相关。提示在无明显脑病灶的视神经脊髓炎谱系疾病患者中，双侧额叶多个脑区皮质厚度的显著降低，并与临床残疾与认知功能具有相关性。这一结果将有助于阐明视神经脊髓炎谱系疾病脑皮质微结构的变化，完善该疾病的成像特点，并有望为临床个体化治疗提供理论基础。
https://orcid.org/0000-0002-6867-2386 (Zhiyuan Wang); https://orcid.org/0000-0002-7851-6782 (Jun Liu); https://orcid.org/0000-0002-3760-1550 (Wei Lu)
既往研究发现，肌萎缩侧索硬化的发病机制与5-羟色胺密切相关，为了解其具体的作用机制，实验对肌萎缩侧索硬化SOD1*G93A转基因小鼠分别腹腔注射三种5-羟色胺受体拮抗剂格拉司琼、哌波色罗和利坦色林。结果可见，与野生型小鼠相比，肌萎缩侧索硬化转基因模型小鼠脊髓中5-羟色胺阳性细胞明显减少，而格拉司琼可减少转基因小鼠的体质量，哌波色罗和利坦色林则能缩短转基因小鼠悬挂实验的潜伏期，但3种拮抗剂都对肌萎缩侧索硬化疾病进展没有影响。转基因小鼠经这3种拮抗剂干预后，其TDP-43和SOD1-G93A的分布或/和表达以及TDP-43的细胞质离域均显著增加，且存在星形胶质细胞和小胶质细胞数量增加以及神经元数量减少的现象。提示5-羟色胺缺乏可能通过诱导TDP-43和SOD1-G93A的异常表达和/或分布，激活胶质细胞，参与肌萎缩侧索硬化的发病。因此5-羟色胺可能是肌萎缩侧索硬化的潜在干预靶点。
https://orcid.org/0000-0002-0478-4039 (Xiong Zhang); https://orcid.org/0000-0002-6370-7244 (Hong-Bing Nie); https://orcid.org/0000-0003-0313-3434 (Ren-Shi Xu)
视网膜组织的检测有可能提供一种独特的方法和技术来量化AD不同疾病阶段的变化。此项meta分析旨在分析光学相干断层扫描参数与阿尔茨海默病（AD）的关联，以及视网膜测量是否可用于分辨AD。因此，在Google Scholar、Web of Science和PubMed数据库中系统检索了评估AD和对照组中视网膜神经纤维层厚度和视网膜微血管的研究。最终73项研究（5850名患者，2249名AD患者和3601名对照者）被纳入meta分析中。与对照组比较，AD患者的视网膜神经纤维层厚度较小(SMD: 0.79, 95%CI：-1.03- -0.54，P<0.00001）。AD光学相干断层扫描测量的黄斑参数黄斑厚度(pooled SMD: -0.44, 95%CI：-0.67到-0.20，P=0.0003），眼窝厚度(pooled SMD: -0. 39, 95% CI: -0.58 to -0.19, P<0.0001), 神经节细胞的胞体内网状层(GCIPL) (SMD: -1.26 (95% CI: -2.24 to -0.27, P=0.01) 和黄斑体积 (pooled SMD: - 0.41，95% CI -0.76 - - 0.07, P<0.02)均明显小于对照组。光学相干断层扫描血管成像参数进行分析发现，AD患者浅层血管密度（SVD）(pooled SMD: -0.42，95%CI：-0.68至-0.17，P=0.0001）和深层血管密度（DVD）(pooled SMD: -0.46，95%CI：-0.75- -0.18，P=0.001）均明显低于对照组。此meta分析中提供的光学相干断层扫描数据有助于分析AD患者的视网膜和微血管变化，从而为AD的监测和早期诊断提供数据支持。
https://orcid.org/0000-0002-1345-7742 (Samran Sheriff)
既往研究发现帕金森病中核受体相关因子1存在缺失现象，而核受体相关因子1可参与多巴胺能神经元的发育分化、存活和变性，但是其对帕金森病的作用机制尚不明确。为此，首先通过联用液相色谱与串联质谱确定核受体相关因子1缺陷的影响，发现在核受体相关因子1缺陷的多巴胺能神经元中有231种基因处于高表达，且其中14种基因与京都百科全书上的帕金森病通路有关。进一步对慢病毒介导特异性短发夹RNA敲除核受体相关因子1小鼠模型进行单细胞核RNA测序，以探索核受体相关因子1缺失如何引起多巴胺能神经元的衰退并导致帕金森病的发生。结果可见小鼠大脑黑质中存在高调控基因及细胞间的异质性，其中显著相关性体现在主要组织相容性II复合体分子。Cd74，H2-Ab1，H2-Aa，H2-Eb1，Lyz2，Mrc1，Slc6a3，Slc47a1，Ms4a4b和Ptprc2是前10种最显著的差异表达基因。随后的免疫荧光染色结果显示，慢病毒介导特异性短发夹RNA敲除核受体相关因子1后，小鼠脑组织中Cd74免疫阳性细胞数量明显增加。最后以6-羟基多巴胺诱导的帕金森病小鼠模型进行验证，确认其中脑中Cd74基因表达增加。综上得出，核受体相关因子1缺失后，与帕金森病通路相关的基因编码蛋白Cd74表达升高，进而导致帕金森病多巴胺能神经元破坏，这将为帕金森病的治疗提供潜在的干预靶点。
http://orcid.org/0000-0001-8567-0238 (Dian-Shuai Gao)
由于既往研究发现阿尔茨海默病患者的睡眠时间减少、睡眠片段化和睡眠质量下降与食欲素系统功能失调有关，且血脑屏障破坏被认为是阿尔茨海默病的早期生物标记，但是尚无有关阿尔茨海默病伴发睡眠不足患者中脑脊液食欲素系统以及金属基质蛋白变化的报道。此次横断面研究于2019年在首都医科大学北京天坛医院招募了50例阿尔茨海默病患者，依据睡眠时间≤6h和>6h将患者分为阿尔茨海默病伴发睡眠不足组（n=19，年龄61.58±8.54岁，男10例）和阿尔茨海默病不伴发睡眠不足组（n=31，年龄63.19±10.09岁，男18例），继而收集人口统计学变量，评估认知功能、神经精神症状和日常生活活动的临床表现，测量脑脊液中食欲能系统和血脑屏障相关因子的水平。结果显示，阿尔茨海默病患者睡眠潜伏期延长和觉醒增加，且其睡眠不足显著损害患者的整体认知以及记忆、语言及执行等多个认知领域。阿尔茨海默病伴发睡眠不足患者脑脊液中食欲素系统因子表达上调，且血脑屏障受到破坏，两者相互促进，并加速阿尔茨海默病的发展。这一发现首次阐明了阿尔茨海默病伴发睡眠不足的临床特点和潜在机制，并说明在这组病例中抑制食欲素系统上调和防止血脑屏障破坏可能是治疗阿尔茨海默病的潜在靶点。
https://orcid.org/0000-0002-9056-5675 (Wei Zhang)
作者所在课题组既往研究发现，长期的射频电磁场（RF-EMFs）可减少严重晚期阿尔茨海默病（AD）小鼠淀粉样β蛋白沉积。为了解其干预效果是否与调节小胶质细胞的激活有关，实验分析了阿尔茨海默病模型5×FAD小鼠小胶质细胞的基因表达谱和海马小胶质细胞功能。6月龄的5×FAD小鼠被随机分为假暴露组和RF-EMF组，然后将其暴露在1950MHz的RF-EMF中，比吸收率（SAR）为5.0W/kg，2小时/天，5天/周，持续6个月。行为学测试（物体识别和Y型迷宫测试）和脑组织中淀粉样前体蛋白-淀粉样β蛋白代谢的分子和组织病理学分析结果显示，RF-EMFs暴露6个月可以改善5×FAD小鼠认知障碍和淀粉样β蛋白的沉积。与假暴露组相比，RF-EMFs暴露的5×FAD小鼠海马Iba1（小胶质细胞标志物）和CSF1R（调节小胶质细胞增殖）的表达水平明显降低。随后分析了RF-EMFs暴露组和CSF1R抑制剂PLX3397干预组小胶质细胞增生和小胶质细胞功能相关基因的表达水平。RF-EMFs和PLX3397均抑制了与小胶质增生（Csf1r，CD68和Ccl6）和促炎症细胞因子（IL-1β）相关的基因水平。值得注意的是，与小胶质功能有关的基因，包括Trem2，Fcgr1a，Ctss和Spi，在长期的RF-EMF暴露和PLX3397干预后表达水平下降，这也是在PLX3397对小胶质的抑制中观察到的。这些结果表明，RF-EMF可通过抑制淀粉样β蛋白沉积诱导的小胶质细胞及其关键调节因子CSF1R改善淀粉样β蛋白病理学改变和认知障碍。
https://orcid.org/0000-0002-7743-0151 (Hae-June Lee)
大量研究表明，细胞替代疗法可补充帕金森病动物模型中缺失的细胞，并重建神经回路。其中，人中脑多巴胺神经前体细胞移植是一种极具潜力的帕金森病治疗方法。然而，如何减轻细胞制备过程中的机械损伤以及移植后的微环境应激，仍然存在挑战。此次实验开发了一种一站式生物制造平台，其在人胚胎干细胞向中脑多巴胺神经前体细胞的分化过程中结合了小孔径明胶微载体，最终获得三维细胞微球。这些微球可在不消化中脑多巴胺神经前体细胞的情况下分化和冷冻保存，并在体外有效地保持轴突的完整性。更重要的是，与中脑多巴胺神经前体细胞悬液相比，中脑多巴胺神经前体细胞微球移植至免疫缺陷小鼠大脑纹状体后，其细胞存活率更高，且仅见轻微的免疫反应。因此这一一站式生物制造平台制备的中脑多巴胺神经前体细胞微球可增强神经元的制备和应用中的耐受性和可操作性。
https://orcid.org/0000-0003-3993-4014 (Baoyang Hu); https://orcid.org/0000-0002-0524-6865 (Yukai Wang)
分拣蛋白相关受体1（sortilin-related receptor 1，Sorl1）基因是迟发性阿尔茨海默病高风险易感基因，可通过影响细胞内β-淀粉样前体蛋白转运和代谢，参与迟发性阿尔茨海默病的发生发展。为进一步深入了解SORL1对迟发性阿尔茨海默病1的作用机制，实验以CRISPR-Cas9构建了Sorl1基因敲除小鼠模型，可见其存在学习和记忆障碍，且大脑海马和皮质中脑源性神经营养因子表达显著下调，也可见淀粉样蛋白β沉积。进一步对Sorl1基因敲除纯合子小鼠海马神经元行体外培养，可见其突触受损，且突触相关蛋白Drebrin和NR2B表达与共定位减少。最后敲除N2a细胞中Sorl1基因，发现其N-甲基-D-天冬氨酸受体NR2B和环磷腺苷效应元件结合蛋白（CREB）表达也受到抑制。结果提示，SORL1可通过调控 N-甲基-D-天冬氨酸受体-CREB-脑源性神经营养因子信号轴参与迟发性阿尔茨海默病发生。
https://orcid.org/0000-0002-2015-6525 (Deren Hou); https://orcid.org/0000-0002-1558-1448 (Mujun Liu); https://orcid.org/0000-0002-8260-7935 (Mingri Zhao)
研究表明，联合使用胰高血糖素样肽1受体激动剂与二肽基肽酶4抑制剂可降低糖尿病患者帕金森病的发病率，因此，两者可能在缓解帕金森病治疗方面具有潜力。为进一步探索胰高血糖素样肽1受体激动剂与二肽基肽酶4抑制剂的作用机制，实验以1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导建立帕金森病小鼠模型，皮下注射胰高血糖素样肽1受体激动剂exendin-4和二肽基肽酶4抑制剂利拉利汀进行治疗，结果发现exendin-4和利拉利汀均可逆转帕金森病小鼠的运动功能障碍、胶质细胞活化和多巴胺能神经元死亡等疾病表现。进一步研究发现，exendin-4和利拉利汀可诱导帕金森病小鼠模型黑质中小胶质细胞向抗炎型M2型极化，并减少炎症因子的分泌。此外细胞学研究显示，exendin-4和利拉利汀处理可通过减少活性氧的产生，而抑制NLRP3/Caspase-1/白细胞介素1β通路的活化以及细胞焦亡。提示exendin-4和利拉利汀可通过调节小胶质细胞极化和NLRP3/Caspase-1/白细胞介素1β通路，减轻1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶诱导的帕金森病小鼠的神经炎症反应，从而发挥神经保护作用。因此，从抗炎角度来看，这2种药物可能成为帕金森病的新型治疗药物。
研究发现ATG9的分布异常与帕金森病密切相关,然而，ATG9在帕金森病中的确切作用，以及它是否在胶质细胞中发挥作用仍然未知。实验聚焦于胶质细胞Atg9的功能及致病机制研究，发现atg9在成年果蝇大脑胶质中高表达。通过免疫荧光染色和活细胞成像分析发现Atg9定位在胶质细胞的高尔基体、自噬体和溶酶体上，并与这些细胞器持续接触。RNA干扰（RNAi）敲降胶质细胞atg9的表达后，欧米茄体（Omegasome）和自噬体的数量减少，自噬底物的降解受到抑制，这表明与其他组织一样，胶质细胞Atg9调节自噬的早期步骤。重要的是，敲降胶质细胞atg9会诱发帕金森病相关症状，包括进行性多巴胺神经元损失和运动缺陷，以及胶质细胞活化。因此，该研究揭示了Atg9在胶质细胞中的自噬作用及其对帕金森病相关症状的调控作用，这些结果将为开发帕金森病的靶向治疗策略提供新的思路。
https://orcid.org/0000-0002-5706-0931 (Shiping Zhang)
染色质重塑蛋白MORC家族CW型锌指结构蛋白2 (MORC2)是腓骨肌萎缩2Z型的致病基因，其热点突变p.S87L与更严重的脊髓性肌萎缩症样临床表型有关。为了解MORC2 p.S87L突变导致严重临床表型的潜在机制，实验收集了脊髓性肌萎缩样患者（MORC2 p.S87L）、腓骨肌萎缩2Z型患者（MOLC2 p.Q400R）以及健康对照的尿液上皮细胞，诱导产生多能干细胞，再分化为运动神经元前体。经RNA测序和KEGG富集分析发现，PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路在脊髓性肌萎缩样患者来源细胞中富集，且在多能干细胞阶段显著下调。与腓骨肌萎缩2Z型和健康对照来源细胞相比，脊髓性肌萎缩样患者来源细胞在多能干细胞和运动神经元前体阶段的增殖明显减少，且在多能干细胞阶段存在G0/G1期阻滞。在多能干细胞阶段中以特异性反义寡核苷酸沉默MORC2 p.S87L，可见的改善细胞增殖和PI3K/Akt和MAPK/ERK通路活化明显恢复，但在运动神经元前体阶段干预则对细胞增殖无显著效果。上述发现表明，多能干细胞阶段细胞增殖减少和G0/G1期阻滞可能是通过下调PI3K/Akt和MAPK/ERK信号通路导致了严重的脊髓性肌萎缩症样表型，且早期靶向MORC2 p.S87L突变的反义寡核苷酸基因沉默治疗能够改善诱导性多能干细胞阶段的增殖障碍。
https://orcid.org/0000-0003-3823-8148 (Ruxu Zhang); https://orcid.org/0000-0002-1558-1448 (Mujun Liu)
GM2神经节苷脂沉积症是一组常染色体隐性溶酶体储存疾病，其是由于溶酶体酶β氨基己糖苷酶A（HexA）缺乏导致的，该酶负责GM2神经节苷脂的降解。HexA缺乏导致GM2神经节苷脂在神经细胞中积累，导致严重的神经退行性改变和神经炎症。细胞介导的基因疗法被认为是治疗GM2神经节苷脂沉积症的一种有希望的方法。实验评估了基因修饰间充质干细胞MSCs-HEXA-HEXB在GM 2神经节苷脂沉积症B型Tay-Sachs病（TSD）患者细胞中减轻HexA缺乏的能力，并分析了MSCs在体内的功能和生物分布。与MSCs-HEXA-HEXB相互作用后，突变体MSCs显示了HexA缺失交叉校正的有效性。动物体内实验结果还显示，MSCs-HEXA-HEXB表达有功能活性的HexA酶，而且静脉注射细胞不会引起动物的免疫反应。此实验证实了基因修饰间充质干细胞有治疗GM2神经节苷脂沉积症的潜力。
http://orcid.org/0000-0002-9427-5739 (Albert A. Rizvanov)
小胶质细胞介导的神经炎症被认为是帕金森病的病理特征之一，而髓系细胞触发受体1（triggering receptor expressed on myeloid cells-1，TREM-1）可以放大固有的免疫反应，对炎症起到关键的调节作用。实验首先发现帕金森病患者血清可溶性TREM-1水平上调，且其水平与疾病严重程度和运动障碍强度呈正相关。而后在1,2,3,6-四氢-1-甲基-4-苯基吡啶诱导的帕金森病小鼠模型中发现，其黑质小胶质细胞中TREM-1表达也出现显著上调，且敲除TREM-1可减轻帕金森病小鼠的运动障碍以及多巴胺能神经元损伤，并减弱了其神经炎症反应以及中性粒细胞侵袭。然后在体外以1-甲基-4-苯基-吡啶诱导BV2小胶质细胞建立体外帕金森病模型，然后以TREM-1抑制肽LP17进行干预，可见可减少多巴胺能神经元凋亡以及中性粒细胞迁移。此外，抑制TREM-1的中性粒细胞可减少脂多糖诱导的多巴胺能神经元凋亡。此外，TREM-1还能通过与SYK相互作用激活下游CARD9/核因子κB促炎通路。因此提示，TREM-1可通过调节小胶质细胞和外周中性粒细胞之间的相互联系，在介导帕金森病多巴胺能神经元损伤中发挥关键的作用。
https://orcid.org/0000-0002-0919-904X (Yong-mei Zhang)
线粒体功能障碍是阿尔茨海默病（AD）的主要特征。既往研究证明小鼠神经干细胞源性外泌体（NSC-ex）对阿尔茨海默病（AD）有潜在治疗作用并改善了小鼠大脑皮层的线粒体功能。考虑到AD是影响全脑功能状态的疾病，在前期相关研究的基础上，实验进一步研究了NSC-ex疗法对多脑区线粒体生发的影响以及运用全脑透明化成像技术分析了治疗前后线粒体生发状态的改变，以探究NSC-ex对于AD可能的潜在治疗靶点。结果显示，NSC-ex可以提高AD小鼠SIRT1水平，增强线粒体功能，重塑线粒体生发相关重要蛋白PGC1α，NRF1和COXIV的无序空间脑区化分布，减少星形胶质细胞的激活，最终改善认知功能。通过对比Aβ25-35和新型神经系统特异性sirtuin 1（SIRT1）条件性敲除APP/PS1小鼠模型，发现SIRT1基因敲除AD小鼠行为表现更差，多脑区的线粒体生发相关因子水平更低，Aβ水平更高，证明SIRT1基因缺失引起更严重的病理进展和认知障碍。此外，在3种重塑线粒体生发相关重要蛋白中，NSC-ex治疗对于PGC1α的改善更为明显，而NRF1和COXIV的恢复表现有一定相似性。然而，NSC-ex干预只对Aβ水平有轻微的积极作用。总体而言，这项研究结果强调了NSC-ex治疗对AD引起的线粒体生发相关蛋白脑区化异常分布的整体重塑，并提示线粒体功能促进可能是NSC-ex发挥功能的一个重要靶点，在这其间SIRT1-PGC1α相关通路可能发挥了重要作用。
https://orcid.org/0000-0002-7330-1811 (Qi Zhang); https://orcid.org/0000-0001-9766-5495 (Wei Zhang); https://orcid.org/0000-0002-8335-0078 (Jianhui Liu)
多发性硬化的特点是脱髓鞘变化和神经元损失，由炎症细胞激活和浸润到中枢神经系统引起。巨噬细胞极化在多发性硬化的传统实验模型实验性自身免疫性脑脊髓炎的发病机制中起着重要作用。实验旨在探讨Fasudil对巨噬细胞的作用机制，了解Fasudil修饰的巨噬细胞对自身免疫性脑脊髓炎的治疗潜力。实验发现Fasudil将巨噬细胞从促炎性M1转化为抗炎性M2，表现为减少诱导性一氧化氮合成酶/一氧化氮、白细胞介素12和CD16/32，同时增加精氨酸酶1、IL-10、 CD14和CD206，它们与抑制巨噬细胞ROCK-II/p-MYPT1活性、TLRs/MAPK和NF-κB/RPS3信号通路激活以及促炎症细胞因子肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β、白细胞介素6的产生有关。更重要的是，Fasudil修饰的巨噬细胞在治疗自身免疫性脑脊髓炎方面具有疗效，显示出发病时间较晚，减轻临床症状，改善脱髓鞘，减少中枢炎性细胞浸润的作用。此外，Fasudil修饰的巨噬细胞可以抑制CD4+T细胞的IL-17百分比和F4/80+巨噬细胞的CD16/32、诱导性一氧化氮合成酶、白细胞介素12百分比，促进CD4+T细胞的白细胞介素10百分比和F4/80+巨噬细胞的精氨酸酶1、CD206、白细胞介素10百分比，具有免疫调节和改善炎症性微环境的作用。这些结果表明，Fasudil修饰的巨噬细胞可通过诱导M2巨噬细胞的极化和抑制炎症反应而对对自身免疫性脑脊髓炎发挥治疗作用。
https://orcid.org/0000-0003-0049-1658 (Cungen Ma)
天冬酰胺内肽酶切割tau蛋白产生的tau N368片段，可能驱动阿尔茨海默病患者大脑中与突触功能障碍和记忆退化相关的病理变化，但是截短tau诱导认知障碍的分子机制仍有待探索。有证据表明，信号转导和转录激活因子3（STAT3）与调节突触可塑性、细胞凋亡和认知功能有关。此项实验通过萤光素酶报告基因分析、电泳迁移率偏移分析、蛋白质印迹分析以及免疫荧光分析发现，在HEK293细胞中人tau-N368的积累可通过抑制STAT3核转运来抑制STAT3活性。而过表达STAT3可改善tau-N368诱导的突触可塑性损伤，减少神经元的损失，从而改善tau-N368小鼠的认知障碍。同时在tau-N368小鼠中，可通过激活STAT3增加N-甲基-D-天冬氨酸受体蛋白水平，降低Bax蛋白水平，进而逆转突触损伤和神经元损失，从而缓解tau-N368引起的认知障碍。综上，STAT3对截短tau相关神经病理变化起着重要作用，这提示了一种tau-N368影响突触和记忆障碍的新机制，并且STAT3可作为治疗tau-N368诱导的tau蛋白病理的新分子靶标。
https://orcid.org/0009-0009-3690-411X (Xiaoyue Hong)
中脑多巴胺能神经元的大量损失或退化引起的脑区功能异常在神经退行性疾病如帕金森病的发病机制中很重要。但是目前已有的神经元诱导方案所获得的中脑多巴胺能神经元比例较低，需要建立一种能够在体外高效诱导出中脑多巴胺能神经元的方案。实验利用SB431542和Dorsomorphin双抑制剂的神经诱导方案使人源诱导多能干细胞分化为多种亚型的神经元，包括20%的多巴胺能神经元。为了获得更多的多巴胺能神经元，实验在诱导的第8天加入了音猬因子和成纤维细胞生长因子8，这使得多巴胺能神经元的比例增加到75%，同时仅15%多巴胺能神经元表现出中脑标志物FOXA2阳性。实验通过应用小分子抑制剂CHIR99021（CHIR）进一步优化了诱导方案，这有助于促进中脑多巴胺能神经元的产生，得到了31-74%的中脑多巴胺能神经元。因此，实验构建出的三因子CHIR+音猬因子+成纤维细胞生长因子8诱导方案能够高效诱导分化出中脑多巴胺能神经元，为临床帕金森病细胞移植治疗开拓了新资源。
https://orcid.org/0000-0003-3154-0985 (Anding Xu); https://orcid.org/0000-0003-4225-209X (Lingling Shi)
淀粉样β蛋白（Aβ）斑块和神经纤维缠结是阿尔茨海默病（AD）的主要病理特征。一些患有阿尔茨海默病的老年人仍能保持认知功能，揭示阿尔茨海默病的认知恢复能力的因素为确定新的治疗靶点提供了广阔的前景。实验假设兴奋性突触在结构和分子水平上的变化对阿尔茨海默病认知功能的恢复有贡献；由此，利用Morris水迷宫测试选择了具有恢复能力（无症状）和认知功能受损的老年 Tg2576 小鼠。虽然酶联免疫吸附试验（ELISA）显示两个实验组的Aβ42水平相似，但使用Western印迹显示突触前上清液部分的tau病理学存在差异。为了深入研究16-18个月大的Tg2576小鼠海马内的突触密度，采用了体视学和电子显微镜方法进行观察。研究结果显示，与年龄匹配的具有恢复能力的Tg2576小鼠和非转基因对照组（WT）相比，Tg2576受损小鼠CA1区放射状层的兴奋性突触密度有所下降。有趣的是，通过定量免疫电镜观察受损和恢复能力强的 Tg2576 转基因 AD 小鼠的海马，发现了谷氨酸受体亚细胞定位的差异。具体来说，与年龄匹配的具有恢复能力的Tg2576小鼠和非转基因对照组相比，受损的Tg2576小鼠CA1锥体细胞棘突和树突轴中的GluA1、GluA2/3和mGlu5的密度显著降低。值得注意的是，与受损的 Tg2576 小鼠和 WT 小鼠相比，有恢复能力的 Tg2576 小鼠棘突中的 GluA2/3 密度明显增加，但树突轴中的密度却没有增加。这些亚细胞研究结果有力地支持了海马树突棘可塑性和突触机制在Tg2576小鼠认知恢复机制中发挥关键作用的假设。
https://orcid.org/0000-0001-6326-9064 (Ana García Osta); https://orcid.org/0000-0003-2001-9545 (Rafael Luján)
微生物群-肠道-大脑轴的紊乱可能是阿尔茨海默病发病原因之一。最近发现，膳食补充剂L-苏氨酸镁对老年和阿尔茨海默病小鼠的学习和记忆有保护作用，但其是否也对阿尔茨海默病肠道微生物群产生影响尚不明朗。实验首先发现，L-苏氨酸镁治疗可改善APP/PS1小鼠的认知能力，减轻氧化应激和炎症反应。而后利用16S rRNA测序和非靶向代谢组学检测了L-苏氨酸镁对APP/PS1小鼠肠道菌群和血清代谢物的变化，发现L-苏氨酸镁还可调节APP/PS1小鼠的肠道微生物群，减少异杆菌，增加双歧杆菌和Turicibacter，且L-苏氨酸镁调节血清中的差异代谢产物在与神经退行性疾病相关的各种途径中富集。进一步研究可见，L-苏氨酸镁会修复APP/PS1小鼠的肠道屏障功能。由此提示，L-苏氨酸镁可通过调节肠道菌群-肠-脑轴来减轻小鼠的阿尔茨海默病表现，这将为其临床应用治疗阿尔茨海默病提供实验基础。
https://orcid.org/0000-0003-0526-3523 (Jun Liu); https://orcid.org/0000-0003-1744-556X (Xianju Zhou)
