2025年9月3日,芝加哥大学Jubao Duan团队在国际顶尖学术期刊《Nature》上发表了一项重要研究,题为《PICALM Alzheimer’s risk allele causes aberrant lipid droplets in microglia》。该研究首次揭示了PICALM基因的特定突变会导致小胶质细胞中有害脂滴的积聚,从而影响其正常功能,增加晚发型阿尔茨海默病(LOAD)的发病风险。这项工作为阿尔茨海默病的致病机制提供了新的见解,也为开发针对该病的新型治疗策略提供了科学依据。

LOAD与PICALM基因:风险的复杂关系
晚发型阿尔茨海默病(LOAD)是阿尔茨海默病的主要亚型,通常在65岁后发病。尽管全基因组关联研究(GWAS)已确定了多个LOAD的遗传风险位点,但这些风险基因的潜在作用机制一直存在争议。PICALM基因是LOAD的第三大风险基因,但其在疾病发生中的具体作用尚不清楚。
小胶质细胞的作用:疾病关键点
小胶质细胞是大脑中的免疫细胞,具有清除β-淀粉样蛋白(Aβ)和神经纤维碎片等“垃圾”的功能,对维持大脑健康至关重要。然而,当PICALM基因发生特定突变时,其表达水平会显著下降,小胶质细胞的正常生理功能受到严重损害。
PICALM突变如何增加阿尔茨海默病风险?
研究团队利用人类诱导多能干细胞(iPSC)技术,将GWAS识别的LOAD风险突变与功能性基因表达联系起来,揭示了PICALM基因突变如何影响小胶质细胞的功能:
等位基因特异性染色质图谱揭示突变位点:研究发现,LOAD风险位点中的26个功能性突变主要集中于小胶质细胞中。尤其是单核苷酸多态性(SNP)位点rs10792832,会显著降低转录因子PU.1对PICALM基因的结合效率,抑制了PICALM基因的表达。
PICALM表达降低的影响:PICALM表达水平的下降直接影响了小胶质细胞对Aβ和神经髓鞘碎片的吞噬作用,使大脑“垃圾”清除不畅。
脂滴积聚与功能障碍:PICALM风限制型突变的负面影响表现为小胶质细胞内胆固醇合成和脂滴形成显著增加。脂滴的异常富集最终削弱了小胶质细胞的吞噬功能,这一过程与LOAD的病理进展密切相关。
对PICALM基因作用的进一步验证
研究团队通过遗传学和药理学实验进一步验证了PICALM基因与脂滴积聚之间的因果关系。研究结果表明:
减少PICALM表达会加剧脂滴积聚;
干预胆固醇代谢通路能够部分改善小胶质细胞的吞噬功能。
这些发现为理解PICALM基因在LOAD中特异性选择性易感性的机制提供了重要依据,并揭示了小胶质细胞中的脂滴积聚可能是LOAD的关键病理驱动因素。
研究意义与未来展望
这项研究为LOAD的致病机制提供了新的神经生物学基础,尤其是阐明了小胶质细胞在疾病选择性易感性中的作用。未来,这项研究或将带动以下领域的进一步探索:
药物靶点开发:通过针对PICALM基因突变或脂滴积聚机制的药物干预,有望开发出新型阿尔茨海默病治疗方案。
早期筛查与风险预测:基于对PICALM基因突变的深入理解,未来可能开发出LOAD的生物标志物,用于预测发病风险及提供更个性化的治疗策略。
多维度研究小胶质细胞功能:除了PICALM突变,探索其他与脂滴代谢和小胶质细胞功能相关的基因或通路,全面揭示LOAD的潜在病理机制。
总结
芝加哥大学的这项研究解答了长期以来围绕PICALM基因的核心问题,揭示了其突变与小胶质细胞脂滴积聚的直接关联。这一机制的阐明不仅为阿尔茨海默病研究开辟了新领域,还为抗阿尔茨海默病治疗带来了新的希望。未来,针对PICALM基因的深入研究或将推动更加精准的LOAD治疗策略。



