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为探究阿尔茨海默病(AD)发病中性别差异的机制,研究人员聚焦小胶质细胞功能的性别差异,研究睾酮对 miRNA 介导的小胶质细胞基因表达的影响。结果发现睾酮可调节男性小胶质细胞炎症,或与 AD 发病性别差异有关,为研究 AD 提供新视角。
在医学研究的奇妙世界里,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)一直是个令人头疼的难题。它就像大脑中的 “橡皮擦”,一点点擦去患者的记忆和认知能力。让人困惑的是,AD 在男女之间的表现大不相同。女性患 AD 的概率更高,病情也更严重。这背后到底隐藏着什么秘密呢?原来,小胶质细胞(大脑中的 “免疫小卫士”,是中枢神经系统的常驻免疫细胞)在 AD 的发展过程中起着关键作用,而且小胶质细胞的基因表达和功能存在性别差异,其中 miRNA(一类小的非编码 RNA,可在转录后调节基因表达)可能是重要的 “幕后推手”。为了揭开这个谜团,来自日本九州大学、西班牙费利佩王子研究中心等机构的研究人员开展了深入研究,相关成果发表在《Biology of Sex Differences》杂志上。
研究人员为了探究小胶质细胞功能的性别差异,尤其是睾酮在 miRNA 介导的小胶质细胞基因表达调控中的作用,采用了多种关键技术方法。首先,他们从 8 个月大的雄性和雌性小鼠海马组织中分离小胶质细胞。然后,对分离出的小胶质细胞进行 RNA 提取,利用 miRNA 微阵列分析技术,全面检测 miRNA 的表达情况。接着,使用小鼠小胶质细胞系 MG6 进行体外实验,在实验中,运用转染技术改变细胞内 miRNA 的表达,通过定量 PCR、Western blot 等技术检测基因和蛋白的表达水平 。
研究结果如下:
- 雄性富集的 miRNA 与脂肪酸合成和代谢途径相关:对成年小鼠海马小胶质细胞进行 miRNA 微阵列分析,发现雄性和雌性小胶质细胞的 miRNA 表达谱存在明显差异。共鉴定出 30 种差异表达的 miRNA,其中 25 种在雄性中上调,5 种在雌性中上调。对雄性富集 miRNA 的预测靶基因进行 GO 分析和 KEGG 通路分析,发现其主要与脂肪酸合成和代谢途径相关。进一步通过 qPCR 检测发现,雄性小鼠海马小胶质细胞中脂肪酸合酶(FASN)的表达明显降低。
- 睾酮上调靶向脂肪酸合成相关基因的 miRNA 表达水平:用睾酮刺激 MG6 细胞 24 小时后,发现 miR-125a-5p、miR339-5p 和 miR-3535 等雄性富集的 miRNA 表达显著增加。同时,睾酮刺激显著降低了 Fasn 基因表达和 FASN 蛋白水平。转染 miR-125a-5p 和 miR-339-5p 的模拟物也显著降低了 FASN 的表达,而转染其抑制剂后,睾酮不再抑制 FASN 表达,表明睾酮通过上调这些 miRNA 导致 FASN 下调。
- 睾酮诱导的 FASN 表达抑制减轻了 NF-κB 炎症信号通路:用脂多糖(LPS)刺激 MG6 细胞可导致 p65 磷酸化,而抑制 FASN 活性(使用 C75)或睾酮诱导的 FASN 表达抑制,均能显著减弱 LPS 刺激引起的 p65 磷酸化。此外,睾酮还显著抑制了 LPS 刺激后 Tnfa 的表达和 TNF-α 的分泌。这表明睾酮诱导的 miRNA 可能通过抑制 FASN 活性调节 NF-κB 信号通路,发挥神经炎症保护作用。
研究结论和讨论部分指出,该研究揭示了成年小鼠海马小胶质细胞中 miRNA 表达谱存在显著的性别依赖性差异。睾酮可调节某些 miRNA 的表达,进而抑制 FASN 表达,抑制 NF-κB 炎症信号通路,调节男性小胶质细胞的炎症反应。这一发现为解释 AD 发病中的性别差异提供了新的视角,表明睾酮可能通过调节脂肪酸合成,在男性对 AD 的较低易感性中发挥重要作用。然而,研究也存在一些局限性,比如由于海马小胶质细胞数量有限,实验中每个样本是由 5 只小鼠的组织混合而成,仅分析了一个混合样本。未来还需要进一步研究雌激素对小胶质细胞 miRNA 调节的潜在影响及其在炎症中的作用。总体而言,该研究增进了人们对性别差异和性激素对免疫反应影响的理解,为后续研究性别在 AD 中的作用奠定了重要基础。