Sci Adv：擒贼先擒王，降低小胶质细胞脂质负荷有望改善AD

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2025年2月5日，新加坡南洋理工大学生物科学学院Christiane Ruedl团队在Science Advances发表“Reducing microglial lipid load enhances β amyloid phagocytosis in an Alzheimer’s disease mouse model”，揭示了在阿尔茨海默病小鼠模型中，减少小胶质细胞脂质负荷可增强β淀粉样蛋白的吞噬作用。

巨噬细胞在应激和炎症条件下积累脂滴（LDs）。尽管在许多组织中，包括大脑都存在含有脂滴的巨噬细胞，但它们对神经退行性疾病的贡献仍不清楚。本研究通过评估阿尔茨海默病（AD）小鼠模型中含脂滴的大脑巨噬细胞（包括小胶质细胞和边界相关巨噬细胞（BAMs））的作用，探讨了脂质代谢在阿尔茨海默病中的作用。特别是，靠近β淀粉样蛋白（Aβ）斑块定位的BAMs和活化的CD11c+小胶质细胞表现出显著的脂质相关基因特征和高脂滴负荷。观察到细胞内脂滴含量增加与小胶质细胞吞噬活性呈负相关后，作者随后使用可诱导的APP-KI/Fit2iΔMφ转基因小鼠模型特异性抑制CX3CR1+脑巨噬细胞中的脂滴形成。证明减少小胶质细胞和CX3CR1+ BAMs中的脂滴含量明显改善了它们的吞噬能力。减轻脑巨噬细胞中的脂滴积累为阿尔茨海默病治疗提供了新的视角。

图一 AD加速了脑巨噬细胞中的脂滴积累

为了研究不同脑巨噬细胞亚群的脂质储存能力，并更深入了解触发脂滴积累的条件，作者从2月龄和6月龄的健康野生型（WT）和APPNL-G-F（APP-KI）小鼠中分离出整体小胶质细胞和CD206+ BAMs，这些小鼠喂食正常饮食（ND）或高脂饮食（HFD），并用脂滴特异性染料BODIPY染色。通过计算每种细胞中脂滴阳性（LD+）的小胶质细胞百分比和每个细胞内的脂滴面积，发现脂滴积累随年龄增长而增加。具体而言，在WT小鼠中，脂滴阳性小胶质细胞的比例从2月龄时的5%增加到6月龄时的35%，而在年龄匹配的APP-KI小鼠中，这一比例从约10%（2月龄）增加到50%（6月龄）。高脂饮食轻微加剧了这种与年龄相关的脂滴积累增加，特别是在APP-KI小鼠中，这些动物在6月龄时脂滴阳性小胶质细胞频率达到了60%。同样，小胶质细胞内的脂滴面积也随着年龄显著增加，尤其是在AD模型小鼠中。这些结果表明，小胶质细胞随着时间推移和AD进展特别是在高脂饮食条件下，会积累脂滴。脂滴也在CD206+ BAMs中被检测到。脂滴阳性BAMs的百分比和脂滴面积在WT和APP-KI组中均在6月龄时显著增加。对患病小鼠脑切片进行免疫荧光染色揭示了脂滴阳性小胶质细胞的空间分布，显示了围绕β淀粉样蛋白斑块的小胶质细胞中的脂滴积累增加。大约65%的脂滴阳性小胶质细胞位于β淀粉样蛋白斑块附近，强调了AD大脑中脂滴与β淀粉样蛋白斑块之间的空间关联。实验结果显示，脂滴积累不仅随年龄增长而增加，还在AD模型小鼠中更为显著，尤其是在高脂饮食条件下。此外，还发现了脂滴在边界相关BAMs中的存在及其与β淀粉样蛋白斑块的空间关联。

图二 缺乏FIT2的小胶质细胞和CD206+ BAMs积累较少的脂滴

许多研究已经证明了小胶质细胞中脂滴积累与吞噬功能缺陷之间的关联。在比较来自年龄匹配的WT和APP-KI小鼠的小胶质细胞时，也观察到了类似的脂滴含量与吞噬活性之间的负相关。因此，接下来探讨了抑制小胶质细胞中的脂滴形成是否可以恢复其吞噬功能。FIT2是一种广泛表达的蛋白质，在内质网中促进脂滴形成过程中起关键作用。观察到从AD小鼠脑中分离出的小胶质细胞中Fit2 mRNA的表达量高于健康小鼠。鉴于CX3CR1在小胶质细胞和BAMs中的高表达，将Cx3cr1CreERT2小鼠品系与Fit2fl/fl小鼠品系杂交生成了一个可诱导的Fit2iΔMφ小鼠品系，该小鼠品系的特点是在CX3CR1+巨噬细胞中特异性耗尽FIT2。为了诱导FIT2耗尽，实验组小鼠在2月龄时连续四天每天接受他莫昔芬（TAM）处理，而对照组则不接受TAM。在对APP-KI/Fit2iΔMφ小鼠进行TAM处理后，作者观察到基因组和mRNA水平上小胶质细胞中Fit2表达显著减少，而在注射TAM的对照Fit2wt/wt Cx3cr1CreERT2APP-KI小鼠中未观察到这种现象。其他参与脂质生物合成的酶在CX3CR1介导的FIT2耗尽后没有变化。为了确定FIT2缺乏是否影响小胶质细胞积累脂滴的能力，从6月龄的TAM处理和未处理的APP-KI/Fit2iΔMφ小鼠中分离细胞，并对其进行BODIPY染色。值得注意的是，TAM处理小鼠中FIT2耗尽的小胶质细胞的脂滴水平显著低于野生型对照。在缺乏FIT2的情况下，小胶质细胞中的脂滴面积减少了约30%。还用LipidSpot 610染色了6月龄的TAM处理和未处理的APP-KI/Fit2iΔMφ小鼠的脑组织，以体内可视化其小胶质细胞的脂滴含量。与BODIPY染色结果一致，TAM处理组相比未处理组的脑组织中脂滴阳性小胶质细胞明显减少，表明小胶质细胞中的FIT2缺乏会破坏其形成脂滴的能力。

图三 小胶质细胞中FIT2的缺乏减少了AD中的Aβ负荷

小胶质细胞在AD进展过程中清除脑中Aβ斑块中起着关键作用。作者已经证明FIT2缺乏体外增加了小胶质细胞的吞噬活性，接下来评估了FIT2耗尽对小胶质细胞体内吞噬Aβ原纤维能力的影响。为此，小鼠腹腔注射甲氧基-XO4，这是一种能够穿过血脑屏障并染色Aβ的荧光探针。注射后3小时收集小胶质细胞，并通过流式细胞术确定甲氧基-XO4阳性细胞的比例。观察到在FIT2相关的脂滴负荷减少后，小胶质细胞（特别是CD11c+亚群）对Aβ的摄取和吞噬速率增加。作者继续通过免疫荧光染色研究TAM处理和未处理的APP-KI/Fit2iΔMφ小鼠脑组织中的Aβ沉积情况，特别关注皮层和海马区。结果显示FIT2缺乏组的小鼠海马区和皮层中的Aβ斑块沉积显著低于WT组。为了进一步研究减少小胶质细胞脂质负荷对神经炎症的影响，从每个大脑中收集一个半球以评估炎症细胞因子和趋化因子的RNA水平。FIT2缺乏的APP-KI小鼠中关键促炎分子（包括Tnfa、Il6、Ccl2和Ccl4）的表达减少。这些结果表明小胶质细胞脂滴负荷与Aβ斑块积累之间存在相关性，暗示调节小胶质细胞功能可能是减轻AD中Aβ病理和神经炎症的一种潜在策略。

综上所述，这些发现提示，调节小胶质细胞的脂质代谢可能是治疗阿尔茨海默病的一种潜在策略。通过减少小胶质细胞中的脂滴负荷，特别是通过抑制FIT2的表达可以增强小胶质细胞对Aβ的吞噬能力，从而减轻阿尔茨海默病的病理负担，包括减少Aβ斑块沉积和神经炎症。这一研究为开发新的治疗策略提供了理论依据。

文章来源

10.1126/sciadv.adq6038

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