神经元CD47通过调控小胶质细胞突触修剪诱导自闭症样行为并改善阿尔茨海默病模型突触丢失的机制研究

《Cell & Bioscience》：Neuronal CD47 induces behavioral alterations and ameliorates microglial synaptic pruning in wild-type and Alzheimer’s mouse models

小胶质细胞介导的突触修剪异常与自闭症谱系障碍(ASD)和阿尔茨海默病(AD)密切相关。安徽医科大学研究人员通过腺相关病毒(AAV)介导神经元特异性过表达CD47，发现该"别吃我"信号可诱导野生型小鼠出现ASD样行为，同时使5xFAD模型小鼠的异常突触修剪得到改善。单核RNA测序(snRNA-seq)揭示CD47过表达促使小胶质细胞从疾病相关状态(DAM)向稳态转变。该研究为神经精神疾病的免疫调控治疗提供了新靶点。

　　

在神经科学领域，小胶质细胞作为大脑常驻免疫细胞，其介导的突触修剪过程对神经环路塑造至关重要。这一精细调控机制的失衡与多种神经精神疾病密切相关——自闭症谱系障碍(ASD)患者往往存在突触修剪不足导致的神经连接冗余，而阿尔茨海默病(AD)患者则因过度修剪引发突触大量丢失。CD47作为关键的"别吃我"信号分子，虽已知能保护突触免受小胶质细胞吞噬，但其在生理和病理条件下的神经元特异性功能仍不明确。安徽医科大学的研究团队在《Cell》发表的重要成果，首次系统揭示了神经元CD47通过调控小胶质细胞状态影响突触修剪的双向作用机制。

研究采用AAV2/9-hSyn载体实现新生小鼠神经元特异性CD47过表达，结合行为学测试、免疫荧光染色和单核RNA测序等技术。对野生型和5xFAD转基因小鼠进行三箱社交、理毛行为、高架十字迷宫等行为学评估；通过CD68和PSD95共定位分析小胶质细胞吞噬功能；运用10x Genomics平台完成海马单核转录组测序。

行为学分析显示，神经元CD47过表达诱导ASD样表型
在野生型小鼠中，神经元特异性CD47过表达导致显著的社会互动缺陷，表现为三箱测试中与陌生鼠互动时间减少。同时出现刻板行为增加，包括理毛时间延长和大理石埋藏数量增多。有趣的是，这些小鼠在开放场地和高架十字迷宫测试中表现出行为去抑制特征，且在Morris水迷宫的空间记忆测试中表现更优，提示CD47对行为调控具有多面性。

分子机制揭示突触修剪缺陷
免疫荧光分析发现CD47过表达小鼠海马CA3区小胶质细胞体积和表面积减小，吞噬标志物CD68表达降低。PSD95阳性突触后密度蛋白在小胶质细胞内包裹减少，而组织总PSD95信号增强，证实CD47抑制了小胶质细胞的突触修剪功能。

单核转录组解析细胞特异性改变
snRNA-seq鉴定出21,721个高质量核转录组，发现CD47主要在兴奋性和抑制性神经元中过表达。差异表达基因分析显示突触通路显著富集，共鉴定出208个突触前和210个突触后相关差异基因。小胶质细胞亚群分析显示，稳态型亚群(高表达P2ry12、Cst3)比例增加，而疾病相关微glia(DAM)亚群(高表达Apoe、Clec7a)减少。

5xFAD模型中展现治疗潜力
在AD模型小鼠中，CD47过表达同样改善行为去抑制，并显著减轻海马区突触丢失。Thioflavin S染色显示淀粉样斑块负荷降低，小胶质细胞吞噬活性减弱，证实CD47可缓解AD病理特征。

该研究创新性地揭示了神经元CD47通过转换小胶质细胞状态调控突触修剪的双向作用：在生理状态下，CD47过表达通过抑制DAM样小胶质细胞导致突触修剪不足，引发ASD样行为；在AD病理条件下，则能挽救过度修剪介导的突触丢失。这一发现不仅为理解ASD和AD的发病机制提供了新视角，更提示CD47-SIRPα信号通路可能成为神经精神疾病的潜在治疗靶点。研究采用的神经元特异性基因操作策略为精准调控神经免疫互作提供了范式，单核转录组分析则为解析细胞类型特异性变化树立了方法学典范。这些发现对开发针对突触修剪异常的干预策略具有重要指导价值。