靶向 ApoE4脂质化：破解神经退行性疾病脂质代谢谜题的新希望

为探究 ApoE 不同异构体在细胞发病机制中的作用，研究人员利用抑制 NPC1 构建细胞平台，研究 ApoE 异构体对脂质积累的影响。结果显示 ApoE2和 ApoE3可改善相关异常，ApoE4需增强脂质化，这为治疗神经退行性疾病提供新思路。

　　在神经退行性疾病的研究领域，阿尔茨海默病（AD）、路易体痴呆（LBD）和尼曼 - 匹克病 C 型（NPC）等疾病严重威胁着人类的健康，给患者及其家庭带来了沉重的负担。其中，载脂蛋白 E（ApoE）的变体在这些疾病的发生发展中扮演着关键角色，尤其是 ApoE₄变体，它可使 AD 的发病风险升高 3 - 15 倍。然而，不同 ApoE 异构体究竟如何引发细胞病变，一直是科学界亟待解开的谜题。与此同时，脂质代谢异常与这些疾病的关联也逐渐受到关注，诸多研究表明，脂质稳态失衡可能是神经退行性疾病的重要发病机制之一，但具体的分子机制尚不明晰。在这样的背景下，为了深入探究 ApoE 异构体在脂质代谢异常相关疾病中的作用机制，来自哈佛医学院麦克莱恩医院神经再生研究所（Neuroregeneration Institute, McLean Hospital, Harvard Medical School）的研究人员开展了一系列研究。
研究人员构建了人类细胞体外平台，通过抑制内溶酶体胆固醇转运体 NPC1，模拟细胞内胆固醇和脂质积累的病理状态。他们发现，NPC1 抑制后，细胞内胆固醇大量积累并发生错误定位，同时胆固醇和甘油三酯的合成增加，总 APP、APP C - 末端片段（CTF）和 BACE1 水平也显著上升。令人惊讶的是，细胞内的中性脂质与 APP 及其 CTF 共定位。进一步研究发现，ApoE₂和 ApoE₃能够分别降低细胞内胆固醇水平 67% 和 62%，使 APP、BACE、CTF 水平恢复正常，并提高细胞存活率；而 ApoE₄则无法发挥类似作用。不过，当 ApoE₄与一种合成脂肽结合，增加大脂质化 ApoE₄颗粒的比例后，相关异常得到了纠正。该研究成果发表在《Scientific Reports》上，为理解神经退行性疾病的发病机制提供了新视角，也为开发针对这些疾病的治疗策略开辟了新方向。
在研究方法上，研究人员主要采用了以下关键技术：首先，使用人成纤维细胞和诱导多能干细胞（iPSC）来源的星形胶质细胞进行细胞培养，为研究提供了细胞模型；其次，运用基因测序技术评估 ApoE 基因型；再者，通过蛋白质免疫印迹（WB）、酶联免疫吸附测定（ELISA）等方法检测蛋白质水平；此外，利用荧光显微镜观察细胞内物质的定位和共定位情况；最后，借助计算机模拟软件 AlphaFold 3 进行蛋白质和肽相互作用的计算机模拟分析。
研究结果具体如下：

• NPC1 抑制对细胞胆固醇和脂质代谢的影响：在人成纤维细胞平台中，抑制 NPC1 后，细胞内总胆固醇、游离胆固醇和胆固醇酯均出现积累，同时参与胆固醇代谢的 ABCA1 水平下降，HMGCR 酶水平上升，细胞内中性脂质（主要是胆固醇酯和甘油三酯）也因从头合成增加而积累，且自噬通量显著降低。
• ApoE 对 NPC1 抑制细胞的影响：不同 ApoE 异构体对 NPC1 抑制细胞的作用不同。ApoE₂和 ApoE₃能降低细胞内胆固醇和中性脂质水平，提高细胞存活率，降低 NPC1 抑制诱导的全长 APP 和 C - 末端片段的升高；而 ApoE₄则无法发挥上述作用。
• 4F 肽对 ApoE₄功能的影响：短载脂蛋白模拟肽 4F 可逆转 ApoE₄在胆固醇转运和细胞活力方面的缺陷。4F 能降低接受 ApoE₄的 NPC1 抑制细胞的胆固醇水平，提高细胞活力，降低 BACE1 水平，增加 ApoE₄的脂质化程度。
• 在星形胶质细胞中的验证：在 iPSC 来源的星形胶质细胞中，NPC1 抑制同样导致胆固醇积累、APP C - 末端片段升高和谷氨酸摄取功能受损。ApoE₂和 ApoE₃能改善这些异常，ApoE₄则不能，而 4F 肽与 ApoE₄联合使用可恢复相关功能。
  研究结论表明，ApoE 在脂质发病机制中起着重要作用，ApoE₄功能缺陷可通过增强脂质化来纠正。这一发现为治疗神经退行性疾病提供了潜在的治疗靶点，提示针对 ApoE₄脂质化的治疗策略可能具有重要的临床意义。在讨论部分，研究人员指出，该研究揭示了 NPC1 抑制引发的细胞内胆固醇和脂质代谢异常与 APP 代谢之间的紧密联系，为理解神经退行性疾病的发病机制提供了新的分子机制。同时，研究还表明人成纤维细胞和星形胶质细胞可作为研究神经退行性疾病分子机制的有效细胞模型。此外，4F 肽等分子增强 ApoE₄脂质化和功能的策略，为未来开发治疗神经退行性疾病的药物提供了新的方向。然而，研究也存在一定的局限性，如使用的细胞模型相对简单，无法完全模拟体内复杂的生理环境。未来的研究需要进一步深入探究 ApoE₄脂质化的具体机制，并在更接近生理状态的模型中验证相关结论，以推动神经退行性疾病治疗领域的发展。