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为解决小胶质细胞在神经退行性疾病（NDDs）中功能障碍，尤其是在阿尔茨海默病（AD）中 Aβ 清除能力下降的问题，研究人员开展了利用嵌合抗原受体（CAR）技术工程化改造小胶质细胞的研究。结果显示，抗淀粉样 CARs 可增强小胶质细胞对 Aβ1-42的吞噬，这为 AD 等 NDDs 治疗带来新策略。
在神经科学的研究领域中，阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）这一难题始终困扰着科学界和医学界。AD 是一种典型的神经退行性疾病（neurodegenerative diseases，NDDs），超过 95% 的 AD 病例为晚发型，在这种疾病中，小胶质细胞（microglia）原本具有的保护功能逐渐丧失，比如对淀粉样 β 蛋白（amyloid beta，Aβ）的吞噬能力下降，反而变得越来越具有促炎性 。而且，AD 风险基因在小胶质细胞中高度富集，这些基因主要集中在 Aβ 清除和降解相关的通路上。尽管目前有一些治疗手段，但现有被动免疫治疗策略存在诸多问题，比如会出现脑出血、脑肿胀等副作用，且难以实现对淀粉样病变的长期管理。
为了攻克这些难题，瑞典哥德堡大学（University of Gothenburg）等多个机构的研究人员展开了一项具有开创性的研究 。他们致力于探究利用嵌合抗原受体（chimeric antigen receptors，CAR）技术对小胶质细胞进行基因工程改造，以增强其对 Aβ1-42的吞噬能力，从而为 AD 及其他 NDDs 的治疗寻找新的突破点。这项研究成果发表在《Gene Therapy》杂志上，为相关疾病的治疗带来了新的希望。
研究人员开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。在细胞培养方面，采用了人诱导多能干细胞（human induced pluripotent stem cell，hiPSC）分化获得 hiPSC 衍生的小胶质细胞（hiPSC-derived microglia，hiMG），以及获取原代小鼠小胶质细胞（primary mouse microglia）。基因传递上，借助腺相关病毒（adeno-associated virus，AAV）载体将构建好的 CAR 基因导入细胞。检测分析时，运用了流式细胞术、基因表达分析、免疫细胞化学和成像等技术，来评估 CAR 表达对小胶质细胞吞噬功能及相关基因表达的影响。
下面来详细了解研究结果：
- 抗淀粉样 CARs 的构建与筛选：研究人员以小胶质细胞中与 IgG 依赖或非依赖的 Aβ 吞噬相关的内源性受体为骨架，结合靶向 Aβ 的单链可变片段（single-chain variable fragments，scFv）构建了 7 种抗淀粉样 CARs，并将其包装在 AAV 颗粒中。在 hiMG 中进行功能筛选，结果显示，表达抗淀粉样 CARs 的 hiMG 在 2 小时孵育后，平均荧光强度（mean fluorescence intensity，MFI）最高可增加 6 倍 ，这表明其对预聚集的 FAM 标记的 Aβ1-42吞噬能力显著提升。同时，基因表达分析发现，多数 CARs 处理组在与 FAM-Aβ1-42孵育 24 小时后，促炎激活相关基因（如 IL1B）、溶酶体诱导基因（如 TFEB）和酸化相关基因（如 ATP6V1H）有上调趋势。
- CAR 介导吞噬作用的选择性和功能依赖：为验证 CAR 对 Aβ 的选择性，研究人员以 FcRγ CAR 为基础，替换其 scFv。结果发现，三种靶向 Aβ 的 scFv 都能促进 Aβ1-42的吞噬，而靶向 α - 突触核蛋白的 scFv 则无此作用。使用乱序 Aβ1-42肽的实验也表明，所有构建体对其吞噬活性与对照组相似，进一步证实了 CAR 介导吞噬作用对 Aβ 的选择性。此外，将 FcRγ 的胞内结构域（intracellular domain，ICD）替换为抑制性受体 FcγRIIb 的 ICD 后，对 Aβ 的吞噬活性显著降低，说明吞噬增强依赖于 ICD 信号传导。而且，CAR 介导的吞噬增强还需要肌动蛋白动员，并且在 24 小时内逐渐增加。
- 在原代小鼠小胶质细胞中的验证：研究人员对两种表现最佳的构建体（FcRγ 和 FcγRI）的小鼠变体进行测试，在 AAV 转导原代小鼠小胶质细胞后，与预聚集的 FAM-Aβ1-42孵育 2 小时，流式细胞术分析显示，小鼠 CAR - Mic 对 Aβ1-42的吞噬作用同样增加，这在原代小鼠小胶质细胞中证实了 CAR 的功能。
综合研究结果，研究人员得出结论：在小胶质细胞中运用 CAR 技术，表达抗淀粉样 CARs 能够有效增强细胞对细胞外 Aβ1-42的吞噬作用。多种构建体的功能筛选表明，基于 TREM2、FcRγ 和 FcγRI 的 CAR 变体在促进吞噬活性方面最为有效。吞噬增强作用对 Aβ1-42具有高度选择性，强烈依赖于 ICD 信号传导，并且在原代小鼠小胶质细胞中也得到了验证 。
在讨论部分，研究人员指出，此前巨噬细胞（与小胶质细胞密切相关的系统免疫细胞）的研究表明 CARs 可促进对多种靶标的吞噬，而小胶质细胞因其特殊的组织定位和发育起源，经 CAR 改造后可能在脑实质中具有更强的长期存活和发挥功能的能力。虽然目前高效且特异性地将基因传递到体内小胶质细胞仍面临挑战，但 AAV 技术的进展为在小鼠模型中评估工程化小胶质细胞提供了新机遇。此外，该研究成果不仅为 AD 的治疗提供了新的方向，未来还可通过扩展 CAR 的功能，如共同诱导溶酶体或神经营养信号通路，以及实现对 CAR 表达的时间控制，进一步提升其治疗效果。而且，CAR 技术还可拓展应用于其他 NDDs，通过改造 CAR 来靶向其他错误折叠或聚集的蛋白质，促进小胶质细胞发挥更多有益功能。
这项研究具有重要意义，为 AD 及其他 NDDs 的治疗开辟了新的途径，有望克服现有治疗策略的局限性，为未来开发更有效的治疗方法奠定了坚实的理论和实验基础。
