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Ageing Res Rev | 中山大学附属第七医院李志刚课题组:阿尔兹海默病的一种新型调节因子:星形胶质细胞来源的细胞外囊泡

细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是一种双层膜封闭的囊泡,在神经系统中可由多种细胞产生和释放,包括神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞等。EVs已被公认为细胞间通讯的重要介质,并通过携带和运输蛋白质,核酸和脂质等各种分子货物参与多种病理生理过程。近年来,越来越多的研究揭示EVs可传播毒性蛋白和运输调节病理进展的介质,且特定的刺激可以调节EVs的数量和特性,以影响阿尔兹海默病(Alzheimer's disease,AD)等神经退行性疾病的发展。其中,鉴于星形胶质细胞在中枢神经系统中所处的重要地位,最近的研究聚焦于星形胶质细胞衍生的细胞外囊泡(astrocyte-derived extracellular vesicles,ADEVs)在AD发病进程中的重要调控作用以及ADEVs在AD诊断和治疗中的潜在应用,为揭示AD的奥秘提供了新的方向和可能性。

近日,中山大学附属第七医院李志刚课题组概述了ADEVs对AD进展的多方面影响,包括致病性和保护性作用,为研究AD的机制提供了新的策略。文章还总结了当前ADEVs与AD的临床相关研究,提出ADEVs在发现AD新型诊断生物标志物和AD治疗靶点等方面的潜在用途。相关内容以“A novel regulator in Alzheimer’s disease progression: The astrocyte-derived extracellular vesicles”为题发表于Ageing Research Reviews杂志上(2023 Feb 2;10.1016/j.arr.2023.101871)。第一作者为中山大学医学院19级临床医学本科生李彪,通讯作者为中山大学附属第七医院李志刚副研究员。

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ADEVs在AD进展中的双相调节作用

 

ADEVs就像一把双刃剑,其数量和特性受到特定条件和刺激的调节,进而在AD的发病中显示出致病和保护的双相调节作用。一方面,在受到严重刺激时,如Aβ病变、慢性炎症反应或神经元损伤等条件下,星形胶质细胞可释放致病性EVs,进一步加剧Aβ沉积,促进炎症,并造成神经元和突触的丢失,从而引发恶性循环,促进AD的进展(图1)。

图1. ADEVs在AD中的致病作用

 

 

另一方面,在未受刺激或所受刺激轻度可控时,星形胶质细胞可释放保护性EVs,其携带的多种分子介质可以抑制Aβ的积累,促进神经元的存活和突触的生长,进而预防和延缓AD的进展(图2)。作者还强调,鉴于AD发病机制的复杂性和ADEVs的多样性,定义某种ADEVs的确切作用时须有足够实验证据支持,并应充分考虑星形胶质细胞的异质性和表型多样性,以及刺激的类型、周期和程度,完全揭示各种ADEVs对AD的具体影响仍任重而道远。

 

图2. ADEVs在AD中的保护作用

 

ADEVs与AD的临床相关性

 

在AD进程中,ADEVs的数量和特性发生显著变化。结合相关临床研究,作者指出,以往过分关注于总EVs的变化,这可能混淆和掩盖了特异性ADEVs在发现AD生物标志物的诊断学潜力。更重要的是,EVs具有穿透血脑屏障的能力,且最新研究表明,外周循环与中枢神经系统中的ADEVs的生物标志物水平具有很强的相关性。综上,作者预测,在不久的将来,来自外周体液的ADEVs分析将为确诊AD提供一种无创、便捷和经济的新方法。另一方面,鉴于ADEVs对AD的致病和保护作用,研究人员特别注意其在AD治疗方面的应用潜力。作者综述了相关研究,并总结出ADEVs临床应用的两种基本思路:一是抑制致病性ADEVs的分泌;二是促进体内或离体星形胶质细胞产生和分泌保护性EVs,甚至直接将治疗货物有效地装载到EVs中。尽管ADEVs疗法前景广阔,但至今还没有进入市场,部分原因可能在于目前仍无法精准调控ADEVs的分泌,且大规模制造EVs的生产和纯化工艺不足。无论如何,作者已然看到ADEVs应用于AD诊断和治疗方面的光明未来,并将最终扩展到商业或临床领域,造福广大AD患者。

 

参考文献:

A novel regulator in Alzheimer's disease progression: The astrocyte-derived extracellular vesicles. Ageing Res Rev. 2023 Feb 2;86:101871. doi: 10.1016/j.arr.2023.101871. Epub ahead of print. PMID: 36736378.

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细胞外囊泡(extracellular vesicles,EVs)是一种双层膜封闭的囊泡,在神经系统中可由多种细胞产生和释放,包括神经元、星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞等。EVs已被公认为细胞间通讯的重要介质,并通过携带和运输蛋白质,核酸和脂质等各种分子货物参与多种病理生理过程。近年来,越来越多的研究揭示EVs可传播毒性蛋白和运输调节病理进展的介质,且特定的刺激可以调节EVs的数量和特性,以影响阿尔兹海默病(Alzheimer's disease,AD)等神经退行性疾病的发展。其中,鉴于星形胶质细胞在中枢神经系统中所处的重要地位,最近的研究聚焦于星形胶质细胞衍生的细胞外囊泡(astrocyte-derived extracellular vesicles,ADEVs)在AD发病进程中的重要调控作用以及ADEVs在AD诊断和治疗中的潜在应用,为揭示AD的奥秘提供了新的方向和可能性。

近日,中山大学附属第七医院李志刚课题组概述了ADEVs对AD进展的多方面影响,包括致病性和保护性作用,为研究AD的机制提供了新的策略。文章还总结了当前ADEVs与AD的临床相关研究,提出ADEVs在发现AD新型诊断生物标志物和AD治疗靶点等方面的潜在用途。相关内容以“A novel regulator in Alzheimer’s disease progression: The astrocyte-derived extracellular vesicles”为题发表于Ageing Research Reviews杂志上(2023 Feb 2;10.1016/j.arr.2023.101871)。第一作者为中山大学医学院19级临床医学本科生李彪,通讯作者为中山大学附属第七医院李志刚副研究员。

 

ADEVs在AD进展中的双相调节作用

 

ADEVs就像一把双刃剑,其数量和特性受到特定条件和刺激的调节,进而在AD的发病中显示出致病和保护的双相调节作用。一方面,在受到严重刺激时,如Aβ病变、慢性炎症反应或神经元损伤等条件下,星形胶质细胞可释放致病性EVs,进一步加剧Aβ沉积,促进炎症,并造成神经元和突触的丢失,从而引发恶性循环,促进AD的进展(图1)。

图1. ADEVs在AD中的致病作用

 

 

另一方面,在未受刺激或所受刺激轻度可控时,星形胶质细胞可释放保护性EVs,其携带的多种分子介质可以抑制Aβ的积累,促进神经元的存活和突触的生长,进而预防和延缓AD的进展(图2)。作者还强调,鉴于AD发病机制的复杂性和ADEVs的多样性,定义某种ADEVs的确切作用时须有足够实验证据支持,并应充分考虑星形胶质细胞的异质性和表型多样性,以及刺激的类型、周期和程度,完全揭示各种ADEVs对AD的具体影响仍任重而道远。

 

图2. ADEVs在AD中的保护作用

 

ADEVs与AD的临床相关性

 

在AD进程中,ADEVs的数量和特性发生显著变化。结合相关临床研究,作者指出,以往过分关注于总EVs的变化,这可能混淆和掩盖了特异性ADEVs在发现AD生物标志物的诊断学潜力。更重要的是,EVs具有穿透血脑屏障的能力,且最新研究表明,外周循环与中枢神经系统中的ADEVs的生物标志物水平具有很强的相关性。综上,作者预测,在不久的将来,来自外周体液的ADEVs分析将为确诊AD提供一种无创、便捷和经济的新方法。另一方面,鉴于ADEVs对AD的致病和保护作用,研究人员特别注意其在AD治疗方面的应用潜力。作者综述了相关研究,并总结出ADEVs临床应用的两种基本思路:一是抑制致病性ADEVs的分泌;二是促进体内或离体星形胶质细胞产生和分泌保护性EVs,甚至直接将治疗货物有效地装载到EVs中。尽管ADEVs疗法前景广阔,但至今还没有进入市场,部分原因可能在于目前仍无法精准调控ADEVs的分泌,且大规模制造EVs的生产和纯化工艺不足。无论如何,作者已然看到ADEVs应用于AD诊断和治疗方面的光明未来,并将最终扩展到商业或临床领域,造福广大AD患者。

 

参考文献:

A novel regulator in Alzheimer's disease progression: The astrocyte-derived extracellular vesicles. Ageing Res Rev. 2023 Feb 2;86:101871. doi: 10.1016/j.arr.2023.101871. Epub ahead of print. PMID: 36736378.

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