人诱导多能干细胞来源神经干细胞胞外囊泡对 Aβ42寡聚体诱导神经元损伤的保护作用及机制研究

为解决阿尔茨海默病（AD）中 Aβ42毒性问题，研究人员开展了 hiPSC-NSC-EVs 对 Aβ42寡聚体（Aβ42o）诱导人神经元损伤影响的研究。结果发现 hiPSC-NSC-EVs 能显著减轻神经元损伤，这为 AD 治疗提供了新方向。

　　阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD），这个 “记忆的橡皮擦”，正严重威胁着全球众多人的健康。据统计，它是全球第五大死因，影响着约 4700 万人，仅美国就有 700 万人受其困扰，预计到 2050 年，美国患 AD 相关痴呆的人数将飙升至 1300 万。AD 的主要病理特征是大脑中淀粉样斑块和神经原纤维缠结的出现，其中 Aβ₄₂作为淀粉样斑块的主要成分，其寡聚体 Aβ₄₂o 更是 “罪魁祸首”，它会引发神经毒性，诱导氧化应激、线粒体功能障碍，还会增加 tau 蛋白磷酸化，一步步将神经元推向 “深渊”，导致神经退行性变和痴呆。因此，寻找能降低 Aβ₄₂o 毒性的疗法迫在眉睫。
美国德克萨斯 A&M 大学健康科学中心的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于人类诱导多能干细胞来源的神经干细胞分泌的细胞外囊泡（hiPSC-NSC-EVs），想探究它能否成为对抗 Aβ₄₂o 的 “利器”，保护神经元。研究成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》上，为 AD 的治疗带来了新的曙光。
在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：首先是细胞培养技术，将人诱导多能干细胞（hiPSC）诱导分化为神经干细胞（NSC），再进一步分化为成熟的人类神经元；接着利用色谱法分离 hiPSC-NSC-EVs；然后通过多种实验方法，如 MTT 法、免疫荧光染色、qRT-PCR、ELISA 等，从细胞活力、基因和蛋白表达等多个层面评估 hiPSC-NSC-EVs 对暴露于 Aβ₄₂o 的神经元的保护作用。
研究结果如下：

1. 细胞模型建立成功：hiPSC 成功诱导分化为 NSC，且进一步分化得到的成熟神经元中，Map-2 和 NeuN 等神经元标记物呈阳性表达，成熟神经元比例达 84.72 ± 4.52%。
2. hiPSC-NSC-EVs 特性明确：分离得到的 hiPSC-NSC-EVs 粒径在 100 - 200nm 之间，平均为 121.6 ± 0.6nm，具有典型的脂质双分子层膜结构，且表达 CD63、CD81 和 ALIX 等 EV 标记物，不含有细胞内蛋白 cytochrome C。
3. hiPSC-NSC-EVs 可与神经元相互作用：PKH26 标记的 hiPSC-NSC-EVs 能与神经元相互作用，无论是在正常还是 Aβ₄₂o 存在的环境下，都可接触神经元外膜或被神经元摄取。
4. Aβ₄₂o 神经毒性及 hiPSC-NSC-EVs 保护作用：Aβ₄₂o 对神经元的毒性呈剂量依赖性，高浓度的 Aβ₄₂o 会显著降低神经元活力。而 hiPSC-NSC-EVs 能剂量依赖性地减轻 Aβ₄₂o 诱导的神经元损伤，提高神经元存活率。
5. hiPSC-NSC-EVs 减轻氧化应激：Aβ₄₂o 会增加神经元的氧化应激水平，hiPSC-NSC-EVs 则可降低氧化应激标记物 MDA 和 PCs 的浓度，下调 iNOS 和 COX-2 基因表达，减少总 ROS 和线粒体超氧化物的产生。
6. hiPSC-NSC-EVs 发挥抗凋亡作用：Aβ₄₂o 会使促凋亡基因 Bad 和 Bax 表达增加，抗凋亡基因 Bcl-2 表达减少，而 hiPSC-NSC-EVs 可调节这些基因和蛋白的表达，发挥抗凋亡作用。
7. hiPSC-NSC-EVs 改善线粒体功能：Aβ₄₂o 会降低线粒体膜电位，减少线粒体数量，hiPSC-NSC-EVs 能提高线粒体膜电位，维持线粒体数量，使相关基因表达正常化。
8. hiPSC-NSC-EVs 调节自噬和 tau 磷酸化：Aβ₄₂o 会抑制自噬，增加 tau 磷酸化，hiPSC-NSC-EVs 则可改善自噬，降低 tau 磷酸化水平。
   研究结论和讨论部分指出，hiPSC-NSC-EVs 在保护人神经元免受 Aβ₄₂o 诱导的神经退行性变方面潜力巨大。它主要通过抗氧化、抗凋亡和保护线粒体等机制发挥作用，同时还能调节自噬和 tau 磷酸化。不过，未来还需进一步研究神经元的电生理特性以及整体基因表达变化，以更全面地评估 hiPSC-NSC-EVs 在 AD 治疗中的效果。这项研究为 AD 的治疗开辟了新途径，让人们看到了战胜 AD 的希望，为后续研究奠定了坚实基础，有望推动 AD 治疗领域取得重大突破。