《Nature》：iPSC技术+CRISPR助力开发阿尔茨海默症新疗法！

上半年学术界最轰动的事件，莫过于“β淀粉样蛋白假说”的“奠基性”论文涉嫌造假了。如若最终实锤，或许意味着该方向16年的研究，上百亿的投入将付诸东流。

但这座被学术不端者打造的“海市蜃楼”真的会撼动阿尔茨海默症的研究基础吗？

不少业内人士对此仍持乐观态度。毕竟，“β淀粉样蛋白假说”只是众多致病机制猜测中的一种，学术界还曾提出过神经炎症假说、tau蛋白假说，突触损伤假说等等，并均已展开深入探索，就在“造假事件”爆出后不久，美国学者们还有了全新发现。

这群主要来自加州大学的研究者开发了一个CRISPR基因编辑平台，通过CRISPR技术筛选了来自人类诱导多能干细胞（iPSCs）的小胶质细胞，作为神经系统疾病的关键驱动因素，平台可以系统地揭示小胶质细胞状态的调控因子，从而实现其功能表征和治疗靶向，为开发阿尔茨海默症的新疗法打开了新的大门。

△此项研究被刊登于《NATURE NEUROSCIENCE》[1]（影响因子：28.771）

01干细胞联合CRISPR阿尔茨海默症药物研发新方向

阿尔茨海默症是一种复杂且多因素的退行性疾病。在迄今为止最大的阿尔茨海默病遗传风险研究[2]中，科学家一共发现了75个与其相关的基因组区域。研究结果显示，患者的大脑退化可能与小胶质细胞有关。

△这项研究中发现的与阿尔茨海默症相关的遗传风险位点，其中有42个从未被发现

小胶质细胞本是类似于“大脑清洁工”般的存在，它能清除受损或死亡的神经元，包括阿尔茨海默病的病理标志——β淀粉样斑块。然而在某些情况下，小胶质细胞也会迷失方向，比如突然移除神经元之间的突触，或引发炎症导致神经元死亡等等，这些对于阿尔兹海默症患者而言，都是灾难性的。

那么，不同的小胶质细胞状态是如何导致疾病的？其潜在机制究竟是怎样的？科学界开始探索调节小胶质细胞不同状态的分子机制，并试图在治疗上对其进行靶向。

然而这件事并不容易。科学家们发现：传统的CRISPR很难在小胶质细胞中发挥作用，原因在于成熟的小胶质细胞会抵抗用于递送CRISPR工具的慢病毒—尽管可以利用在iPSC阶段引入sgRNA来解决这个问题，但这会是一个漫长的过程，还可能会限制分化过程中的细胞数量。

为了克服这个挑战，主要来自加州大学的研究团队通过生成诱导表达6个转录因子的人类iPSC系，使小胶质细胞样细胞（iTF-Microglia）能够在8天内快速生成。

△iPSC 通过转录因子诱导快速分化为小胶质细胞样细胞 (iTF-Microglia)

研究者还在该系统中建立了可诱导的CRISPR干扰和激活，并针对“可药用基因组”进行了三个筛选。这些筛选揭示了控制小胶质细胞存活、激活和吞噬作用的基因，包括神经退行性变相关基因。如集落刺激因子（CSF）受体家族（ CSF1R、CSF2RB、CSF2RA）成员的敲除会大大降低小胶质细胞的存活率，SPP1的高表达与阿尔茨海默症、多发性硬化症等疾病相关等等。

△通过 CRISPRi 筛选鉴定存活和炎症的调节剂

论文最后讨论部分，Nina M. Dräger等人认为这个筛选平台的意义在于：

1.我们能够概括人类大脑及疾病状态下小胶质细胞特征，例如CCL13的高表达—这种趋化因子特征并未在小鼠实验中发现。

2.确定部分与神经退行性疾病相关的基因，包括PFN1和INPP5D，作为小胶质细胞吞噬功能的调节剂，研究指出了这些基因的变异可能导致疾病的细胞机制。

3.研究证明敲低或药理抑制MAPK14或CSF1R，会分别促进或耗尽小胶质细胞与疾病相关的SPP1状态。为我们能确定SPP1+小胶质细胞在不同疾病中的作用，并知晓如何操纵这种疾病相关的小胶质细胞状态以获得治疗效益提供了方向。

接下来，研究人员将就如何控制小胶质细胞的相关状态进行探索，他们希望找到特定的分子来进行靶向作用，让异常小胶质细胞恢复健康。一旦它能重拾“清洁工”的职责，正常清除与神经变性疾病相关的斑块，那么，治疗阿尔茨海默症将不再是梦想。

02不可逆转的绝症谁来给老年痴呆“一线生机”？

iPSC技术与CRISPR强强联合，是否能为阿尔茨海默症拨开迷雾，让我们拭目以待。而在该疾病的其他研究领域，科学家们也一直在寻求突破。

阿尔茨海默症的主要特征是神经元异常死亡以及错误折叠蛋白质的沉积，然而当前的医学手段并不足以挽救逝去的神经元，当药理学方法屡战屡败，一部分科学家将目光投向了干细胞。

2020年，一篇发布于《Advanced Science》的研究就提到：人脐带间充质干细胞(hUC-MSCs)具有修复损伤神经细胞的功能，能够通过HGF-cMet-AKT-GSK3β通路调节tau蛋白磷酸化，改善神经原纤维缠结，显著提高老年痴呆模型动物的学习记忆和认知能力。

这首先得益于干细胞的多向分化潜能，作为“种子细胞”，干细胞能在合适的诱导中分化成人体内的各类细胞，其中就包括神经元，它能与宿主功能整合、形成神经环路，替代老年痴呆病程中丢失的细胞。

其次，干细胞兼具旁分泌效应，它能分泌肝细胞生长因子去下调tau蛋白磷酸化。与此同时，干细胞还会分泌多种营养因子，不但能防止神经元凋亡，还能诱导内源性神经干细胞增殖替代缺损细胞。

△干细胞会旁分泌多种生长因子、营养因子

研究还提到：干细胞能促进老年小鼠大脑中的神经突触连接—这些都是阿尔茨海默症的关键特征。目前，科学家们还在深挖干细胞疗法的效用，若能证实其在人体上也有类似效用，那么阿尔茨海默症的治疗将迎来新的一页。

总的来说，无论是iPSC技术联合CRISPR为阿尔茨海默症开辟了新的方向，还是干细胞为其争得了“一线生机”，在面对这种不可逆转的绝症时，科学家们都在尽力探索，我们也期待，在不久的将来，这种顽疾将被彻底攻克，万千患者能得到救赎。