压力暴露通过 PI3K/Akt 和粘着斑通路影响肌萎缩侧索硬化发病机制：来自三种实验模型的证据

肌萎缩侧索硬化（ALS）发病机制复杂，环境因素影响尚不明确。研究人员以 SOD1G93A小鼠、NSC-34 细胞及人类 iPSC 衍生 MNs 为模型，探究压力对 ALS 的作用，发现 PI3K/Akt 和粘着斑通路关键作用，为治疗提供新方向。

　　肌萎缩侧索硬化（Amyotrophic Lateral Sclerosis，ALS）是一种致命的神经退行性疾病，以运动神经元进行性退化和丧失为特征，患者常因呼吸衰竭在确诊后 2-3 年内死亡。尽管已知遗传因素（如 SOD1、TARDBP、FUS 等基因突变）与 ALS 密切相关，但 90% 以上的散发性病例（sALS）的病因仍不明确，环境因素与遗传易感性之间的相互作用机制更是迷雾重重。压力作为现代社会普遍存在的健康隐患，其与 ALS 发病及进展的关系一直缺乏系统性研究 —— 一方面，慢性压力可能通过氧化应激、神经炎症、线粒体功能障碍等途径加剧神经退行性变；另一方面，压力对不同性别、不同遗传背景个体的影响差异尚不明确。在此背景下，意大利都灵大学（University of Turin）等机构的研究团队开展了一项跨模型研究，旨在揭示压力暴露对 ALS 发病机制的影响及其分子基础，相关成果发表于《Scientific Reports》。

为探究压力在 ALS 中的作用，研究人员采用了三种实验模型：基因工程小鼠模型（SOD1^G93A小鼠）、小鼠运动神经元样细胞系（NSC-34 hSOD1^G93A）和人类诱导多能干细胞（iPSC）衍生的 TDP-43 突变运动神经元（TARDBP^G298S MNs）。研究综合运用行为学分析、基因表达谱检测、蛋白互作网络构建、通路富集分析等技术手段，结合体内外压力模型（慢性不可预测轻度应激、氧葡萄糖剥夺），系统分析了压力对运动神经元功能、相关基因表达及信号通路的影响。

体内研究：压力对 SOD1^G93A小鼠的性别特异性影响

研究人员对 60 日龄 SOD1^G93A小鼠进行为期 28 天的慢性不可预测轻度应激（CUMS）处理，发现雌性小鼠的转棒运动能力显著下降，而雄性未出现明显运动缺陷，提示压力对 ALS 进展的影响存在性别差异。基因表达分析显示，雌性小鼠运动皮层和脊髓中 Col1a1、Col1a2（胶原蛋白相关基因）显著上调，雄性小鼠运动皮层中 Il6（白细胞介素 6）表达升高，表明压力可能通过调控细胞外基质重塑和神经炎症相关基因加剧 ALS 病理。

体外研究：压力对运动神经元的直接损伤作用

在 NSC-34 hSOD1^G93A细胞中，氧葡萄糖剥夺（OGD）诱导的应激模型显示，突变型运动神经元的线粒体膜电位显著降低，对氧化应激的耐受能力减弱，且凋亡相关分子（如 cleaved caspase 3）表达异常。基因表达谱分析发现，应激条件下 17 个 ALS 相关基因（如 Ang、Bdnf、Gsk3b、Igf1、Il6）表达失调，其中 Gsk3b、Igf1、Il6 等基因在突变细胞中呈现独特的表达模式。通过蛋白互作网络（PPI）和通路富集分析，研究人员确定 PI3K/Akt 信号通路和粘着斑（Focal Adhesion）通路是压力响应的核心机制，前者涉及细胞存活与代谢调控，后者与细胞外基质相互作用及氧化应激反应相关。

人类细胞验证：TDP-43 突变运动神经元的应激响应

在人类 iPSC 衍生的 TARDBP^G298S运动神经元中，基础状态下已存在神经突长度缩短和分支减少等形态学异常，应激处理未进一步加剧形态损伤，但显著改变了 Ang、Col4a2、Gsk3b 等基因的表达。值得注意的是，尽管突变基因不同（SOD1 vs. TARDBP），人类细胞模型中仍观察到 PI3K/Akt 和粘着斑通路的异常激活，提示这两条通路可能是 ALS 跨遗传亚型的共同应激响应机制。

研究结论与意义

本研究通过多模型整合分析，首次明确了压力暴露在 ALS 发病中的双重作用：在遗传易感背景下，慢性压力可通过 PI3K/Akt 和粘着斑通路，协同调控胶原蛋白代谢、神经炎症因子（如 Il6）及关键激酶（如 Gsk3b），加速运动神经元功能退化。性别差异的发现为个体化治疗提供了新视角，而 PI3K/Akt 和粘着斑通路的鉴定则为开发压力相关 ALS 治疗策略（如 GSK3β 抑制剂、IGF-1 模拟物）奠定了分子基础。此外，研究强调了健康生活方式在 ALS 预防中的潜在价值，为 “通过调控环境应激因素延缓疾病进展” 提供了实验依据。尽管研究未涉及临床样本验证和蛋白水平机制解析，但其跨物种、多维度的研究设计为揭示 ALS 复杂病因提供了重要范式，有望推动压力相关神经退行性疾病干预措施的研发。