研究“猫患者”有望破解阿尔茨海默病

Amyloid-β病理增加胶质细胞对突触的吞噬作用：FCDS作为AD的自然模型研究

01、研究背景

阿尔茨海默病是人类最常见的神经退行性疾病，其核心病理特征包括β-淀粉样蛋白斑块的沉积、tau蛋白异常磷酸化导致的神经纤维缠结，以及突触功能障碍和神经元丢失。尽管已有大量研究基于转基因动物模型，但这些模型在某些方面并不能完全再现人类疾病的复杂性。因此，寻找自然发生的动物模型，对于理解AD的病理机制具有重要意义。

猫认知功能障碍综合征（FCDS）是一种在老年家猫中自发出现的认知障碍疾病，其临床症状与AD相似，包括行为改变、昼夜节律紊乱和学习记忆能力下降。此外，FCDS猫的大脑中也观察到Aβ斑块的积累，这使其成为研究AD病理机制的潜在自然模型。

02、研究方法

1. 免疫组织化学染色与共聚焦显微镜成像

研究者使用特异性抗体对Aβ斑块、胶质细胞标志物（如GFAP用于星形胶质细胞，Iba1用于小胶质细胞）以及突触标记物（如vGlut1和PSD95）进行免疫组织化学染色。染色完成后，使用共聚焦显微镜获取高分辨率图像，并通过Z-stack图像进行三维重构，以观察突触结构是否被胶质细胞包裹。该方法有助于直观判断胶质细胞与突触之间的空间关系，并识别出被吞噬的突触残余结构。

2. 突触吞噬事件的定量分析

在获得的图像基础上，研究者采用盲法评估突触吞噬事件的数量。具体而言，通过双标染色识别突触前和突触后结构，并统计被胶质细胞包裹或内化的突触数量。此外，还计算了Aβ斑块周围一定距离内的吞噬事件密度，以评估Aβ沉积对吞噬作用的空间影响。这一方法确保了数据的客观性和可重复性，并能揭示Aβ病理与突触吞噬之间的空间相关性。

3. 胶质细胞活化状态的评估

为了进一步探讨胶质细胞是否处于吞噬活跃状态，研究者评估了胶质细胞的形态学特征，如细胞体增大、突起缩短等，并结合吞噬标志物（如CD68）的表达水平进行分析。该方法不仅有助于判断胶质细胞的功能状态，还能为突触吞噬是否为胶质细胞的主动行为提供证据。

03、结果与分析

1. Aβ斑块与突触吞噬事件的空间相关性

研究结果显示，在FCDS猫的大脑皮层中，Aβ斑块周围显著聚集了更多突触吞噬事件。具体而言，在距离Aβ斑块10 μm范围区域内，突触吞噬事件密度是对照区域的2.3倍（p<0.01）。这一结果表明Aβ病理可能促进了胶质细胞对突触的吞噬作用。

2. 胶质细胞吞噬突触的定量分析

在FCDS组中，平均每个视野中被胶质细胞吞噬的突触数量显著高于对照组（分别为4.7±1.2 vs. 1.8±0.7，p< 0.001）。并且，吞噬事件主要集中在星形胶质细胞和小胶质细胞中，其中星形胶质细胞吞噬比例更高（约为62%）。这一发现提示星形胶质细胞可能在突触清除过程中发挥了主导作用。

3. 胶质细胞活化状态与吞噬能力的相关性

研究发现，FCDS猫的胶质细胞呈现典型的活化表型，包括细胞体增大、分支减少，并伴有CD68表达显著升高（p< 0.01）。这些活化特征与突触吞噬事件的数量呈显著正相关（r=0.83，p< 0.001），说明胶质细胞的吞噬能力与其活化状态密切相关。

04、总结

该研究首次在自然发生的动物模型FCDS中，系统地揭示了Aβ病理与胶质细胞对突触的吞噬作用之间的关系。研究发现，Aβ斑块的存在显著增加了胶质细胞对突触的吞噬频率，且吞噬事件主要集中在星形胶质细胞中。

此外，胶质细胞的活化状态与吞噬能力呈显著正相关，表明胶质细胞可能通过主动吞噬机制参与AD相关突触丢失。这些结果为理解AD中突触丢失的机制提供了新的视角，并强调了胶质细胞在神经退行性疾病中的重要作用。