Nat Commun丨中山七院易陈菊/三军医牛建钦/查正宝团队揭示AD治疗新范式

想象大脑里有一群“清洁工”小胶质细胞，它们本该默默清理垃圾（比如β-淀粉样蛋白斑块）。但在阿尔茨海默病中，这些清洁工不仅罢工，还开始“纵火”：释放炎症因子、损伤神经元，让记忆一点点崩塌。

基于此，中山大学附属第七医院易陈菊研究员、陆军军医大学牛建钦教授以及查正宝教授在Nature communications杂志发表了“Connexin43 hemichannel blockade turns microglia neuroprotective and mitigates cognitive deficits in a mouse model of amyloidosis”揭示了阻断连接蛋白43半通道可使小胶质细胞转变为神经保护性表型，并缓解淀粉样变小鼠模型中的认知缺陷。

本研究发现，小胶质细胞中的连接蛋白43（Cx43）半通道是调控AD中小胶质细胞反应性的关键因子，因而有望成为一种有前景的治疗靶点。在AD患者死后脑组织中，作者观察到斑块周围小胶质细胞中Cx43表达显著升高。在APPswe/PS1dE9（APP/PS1）淀粉样变小鼠模型中，小胶质细胞Cx43半通道的激活与小胶质细胞功能障碍密切相关，进而加剧了Aβ病理。通过基因敲除特异性消除小胶质细胞中的Cx43半通道，可促使小胶质细胞向神经保护性表型转变，增强其与淀粉样斑块的相互作用，同时抑制神经毒性，从而有效缓解AD样病理进展。

此外，作者开发了一种名为TAT-Cx43@LNPs的靶向递送系统，将Cx43半通道阻断肽TAT-Cx43包裹于脂质纳米颗粒中。该系统在APP/PS1小鼠中能有效延缓并逆转β-淀粉样蛋白相关的神经病理改变和认知功能障碍。

图一 AD患者脑内小胶质细胞中Cx43表达升高

研究人员发现，在AD患者大脑中，连接蛋白Cx43的表达显著升高且与疾病严重程度（Braak分期）密切相关，无论是在mRNA还是蛋白水平上，AD患者都明显高于健康人或仅有病理但无症状者。

通过分析死后脑组织，作者观察到：Cx43主要在Aβ斑块周围大量聚集，尤其在棉絮状斑块和伴有tau缠结的神经炎性斑块附近更明显；而单纯存在神经元内tau缠结的区域则无此现象。

进一步利用超分辨率显微镜发现，小胶质细胞（大脑免疫细胞）是Cx43升高的主要来源：AD患者脑中小胶质细胞相关的Cx43阳性区域比对照组增加182%；紧邻Aβ斑块的小胶质细胞（50微米内）比远处的小胶质细胞Cx43高出62%，提示其处于“激活”状态。

相比之下，星形胶质细胞中的Cx43虽也升高（约52%），但幅度远小于小胶质细胞；而另一种通道蛋白Panx1在小胶质细胞中表达低且无变化。

综上，Cx43的显著上调是AD中“疾病相关小胶质细胞”的关键特征，可能参与调控Aβ斑块周围的炎症反应与神经损伤，为理解AD免疫机制提供了新线索。

图二 敲除小胶质细胞中的Cx43可缓解AD病理及认知障碍

为探究小胶质细胞中连接蛋白Cx43在AD中的作用，研究人员在APP/PS1淀粉样变小鼠中特异性敲除小胶质细胞的Cx43（构建APP/PS1:Cx43mgl-cKO模型）。结果显示，虽然总Aβ斑块数量和面积未变，但斑块结构发生有利转变：更具神经毒性的“丝状斑块”减少，更稳定的“致密型斑块”比例升高。

更重要的是，斑块周围的神经损伤显著减轻：营养不良神经突（通过RTN3和LAMP1标记）明显减少，尤其在大型丝状斑块周围；同时突触后蛋白Homer1水平回升，提示突触保护作用。此外，神经元氧化应激降低（MitoSox信号减弱），髓鞘丢失也有所缓解，而星形胶质细胞反应未受影响。

行为测试显示，Cx43敲除显著改善了APP/PS1小鼠的认知功能（如新物体识别能力提升），但在正常小鼠中无额外益处。焦虑或活动异常（）等行为未见改变。

综上，在AD模型中特异性抑制小胶质细胞Cx43虽不减少Aβ总量，却能优化斑块形态、减轻神经毒性、保护突触并改善认知，表明Cx43是调控小胶质细胞有害反应的关键靶点，具有治疗潜力。

图三 纳米脂质递送的Cx43阻断剂可挽救AD小鼠模型中的神经病变和认知衰退

为验证靶向Cx43的治疗潜力，作者从8月龄起每周一次腹腔注射TAT-Cx43@LNPs（一种可穿透血脑屏障的脂质纳米颗粒递送系统）至APP/PS1阿尔茨海默病小鼠，持续6周。结果显示，该治疗显著改善了空间记忆（Barnes迷宫，）和短期识别记忆（新物体识别，），但不影响运动或焦虑行为；在野生型小鼠中则无任何作用，说明其效果特异针对AD病理。

机制上，TAT-Cx43@LNPs有效抑制了小胶质细胞和星形胶质细胞中Cx43半通道的活性（不改变总蛋白水平，也不影响星形胶质细胞间的缝隙连接）。这导致：细胞外D-丝氨酸减少（一种调控NMDA受体的神经调质）；小胶质细胞向抗炎、保护性状态转变（促炎因子TNF-α、IL-1β下降，抗炎标志物ARG1上升）；斑块周围小胶质细胞数量增加、突起更丰富，与Aβ斑块结合更紧密。

尽管Aβ斑块总量未变，但斑块结构变得更致密，周围营养不良神经突显著减少，同时神经元氧化应激减轻、髓鞘丢失改善，并成功恢复了受损的突触可塑性（LTP）。

综上，TAT-Cx43@LNPs能高效入脑、特异性阻断Cx43半通道，通过调控神经胶质细胞功能，在不减少Aβ沉积的前提下，显著缓解神经损伤并逆转认知障碍。

本研究揭示了AD病理早期的细胞变化，并提出了一种具有显著治疗潜力的细胞特异性干预策略。未来仍需开展更多工作，以充分实现该策略在临床试验中对阿尔茨海默病患者的治疗潜力。

文章来源

https://doi.org/10.1038/s41467-025-60746-w

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