Cell子刊：治療AD，或許還是要從逆轉神經元衰老入手！

　　歲月是把殺豬刀，曾經人們以為這把刀只會刺向增殖細胞，而不會向不再分裂的終末分化細胞出手。

　　作為一種終末分化的不分裂的細胞，神經元真的不會衰老嗎？既往有研究發現阿爾茨海默病（AD）患者的神經元表現出一些類似衰老的表型，但是并未引起重視[1,2]。

　　近些年的研究發現，即使是未分化的細胞，也存在細胞衰老的特征[3]。這使得人們對神經元是否會發生衰老感到好奇，如果神經元發生衰老，那么它與神經退行性疾病之間是否有聯系呢？

　　近期，由索爾克生物研究所Jerome Mertens，Fred H. Gage以及Joseph R. Herdy領銜的研究團隊在著名學術期刊《細胞·干細胞》上發表研究成果[4]，他們發現，AD患者的神經元表現出一系列衰老的特征，并且具有促炎的衰老相關分泌表型（SASP），這會引起AD的典型病理特征——星形膠質細胞增生。這也代表，神經元的衰老可能是AD的一個重要特征，或能促進AD的進展。

　　更為重要的是，他們的發現表明靶向衰老神經元的療法可能是預防或者治療AD的一種有效策略。

　　為了探究神經元是否也存在衰老現象以及它的衰老是否與AD有關，研究團隊收集了AD患者以及認知正常人群的尸檢樣本，檢測其中衰老細胞特異性標志基因CDKN2A（編碼p16INK4a和p14ARF）的表達。

　　他們發現，在富含神經元的前額皮質區（PCx），AD患者CDKN2A mRNA水平顯著高于正常人，而在神經元密度較低的額葉白質區（FWM）則沒有顯著區別。

　　為了進一步探究PCx區域CDKN2A mRNA水平增加是否由于神經元上CDKN2A表達增加所致，研究團隊收集了AD患者以及正常人的PCx組織進行了免疫熒光染色。結果顯示，AD患者的p16陽性神經元比正常人更多，并且p16陽性的神經元有相互聚集的趨勢。

　　這些數據表明，AD患者的PCx區域衰老的神經元比例更高，且可能具有“旁觀者效應”（即衰老細胞可能會誘導周圍的細胞也發生衰老）。

　　接下來，研究團隊借助體外誘導神經元（iNs）探究AD患者的神經元是否具備衰老相關的轉錄組以及表觀遺傳特征。他們發現，相比于正常人來源的iNs，AD患者來源的iNs（以下簡稱AD iNs）會高表達衰老相關基因（CDKN2A、MMP3、CXCL8、CXCL5、CDKN1C和IL-6）。同時，ATAC-seq結果顯示，AD iNs中這些衰老相關基因的染色質開放程度顯著增加，這與其表達上調是一致的。

　　這些數據表明，AD患者的神經元具有衰老相關的轉錄以及表觀遺傳特征。

　　上述的結果初步表明AD iNs可能具有類似AD患者神經元的衰老特征，為了更進一步確認這個發現，研究團隊使用毛細管蛋白質印記、免疫熒光和流式細胞術等技術手段檢測iNs中的衰老表征。

　　結果顯示，AD iNs中衰老標志物p16和β-半乳糖苷酶蛋白水平顯著升高，并且細胞核增大。這表明來自AD患者的iNs確實具有明顯的衰老特征。

　　因此研究團隊以iNs為實驗材料，使用單細胞轉錄組測序技術進一步分析衰老神經元的分子表型。結果顯示在AD iNs中，有氧呼吸、神經遞質合成等相關的基因明顯下調，而SASP相關基因有明顯的富集，這表明衰老神經元可能會觸發AD中的促炎級聯反應。

　　少數衰老細胞可通過旁分泌促炎性SASP分子對組織穩態產生巨大影響，而反應性星形膠質細胞增生現在被廣泛認為是AD的決定性病理特征之一[5]。鑒于上述研究結果已經表明衰老的神經元上調SASP相關基因的表達，研究團隊想知道AD患者的衰老神經元是否會分泌SASP相關分子并誘導星形膠質細胞增生。

　　為了探究這個問題，研究團隊收集了AD患者和正常人的iNs培養上清，用來培養原代人類星形膠質細胞。結果顯示，AD iNs會引起星形膠質細胞過度激活與增殖，同時還使其具有AD患者大腦星形膠質細胞的轉錄特征。

　　同時，經過AD iNs培養上清處理的星形膠質細胞中衰老標志物的水平也有上升，表明衰老的神經元可以通過SASP引起星形膠質細胞增生與衰老。

　　已有的研究表明，特定的藥物組合可以清除衰老細胞。那么使用這些藥物是否能夠清除衰老的神經元呢？

　　研究團隊使用衰老靶向藥物組合達沙替尼和槲皮素（D+Q）處理AD患者以及正常人的iNs，發現D+Q可以有效清除AD iNs中的衰老神經元，將p16陽性率降低至正常人iNs同等水平。這表明使用靶向衰老細胞的藥物可以有效清除AD相關衰老神經元。

　　總的來說，這項研究成果表明，AD患者的大腦神經元衰老水平更高，并且衰老的神經元具有SASP表型，可以引起AD的典型病理——星形膠質細胞增生。更為重要的是，這項研究還表明，衰老的神經元可以被抗衰老藥物組合清除，這預示著我們或許可以通過特定藥物組合清除大腦中的衰老神經元，進而預防或減緩AD。