撰文 | Qi
许多已鉴定的阿尔茨海默症（AD）风险基因与小胶质细胞介导的免疫反应有关，其中，磷脂酶C-γ2（PLCG2）是免疫信号转导的关键调控枢纽基因，全基因组关联研究（GWAS）显示PLCG2P522R变异与AD风险降低、轻度认知障碍患者脑脊液中tau和p-tau浓度降低有关。另一项遗传数据分析显示在慢性淋巴细胞白血病患者中发现的PLCG2M28L变异与AD风险升高有关，而抑制小胶质细胞中的BTK（Bruton酪氨酸激酶）可阻止PLCG2活化并抑制吞噬作用，表明PLCG2在清除Aβ和AD发病机制中起着关键作用【1-3】。因此，了解PLCG2变异如何影响免疫系统和AD等神经退行性疾病具有重要意义。
近期，来自印第安纳大学医学院的Gary E. Landreth团队在Immunity杂志上发表了一篇题为Genetic variants of phospholipase C-γ2 alter the phenotype and function of microglia and confer differential risk for Alzheimer’s disease的文章，他们对分别携带PLCG2P522R变异或PLCG2M28L变异的5xFAD小鼠模型进行分析发现，两种变异通过诱导小胶质细胞不同的转录程序双向调节AD病理，将PLCG2M28L确认为一种潜在的AD风险变异，为诱导神经保护性小胶质细胞反应以减轻AD病理变化的策略提供重要信息。
为了了解PLCG2P522R变异或PLCG2M28L变异对AD发病机制的影响，研究者首先构建了分别携带这两种变异并同时表达5种家族性AD相关突变的5xFAD小鼠（以下简称为5xFADM28L或5xFADP522R），MRI和抗Aβ抗体对脑内淀粉样蛋白沉积的评估结果显示5xFADP522R沉积减少，而5xFADM28L沉积增加。对小鼠原代小胶质细胞和荧光标记的Aβ1-42共培养30分钟后，观察到5xFADM28L小胶质细胞对Aβ1-42聚集物的摄取减少（对照组的0.46倍），而5xFADP522R组摄取增加（对照组的1.22倍），提示两种变异引起的AD病理变化与小胶质细胞对淀粉样蛋白的吞噬能力有关。
AD患者多伴随认知能力下降，这一症状与突触功能障碍有关。为了评估两种变异对突触功能的影响，研究者先利用Y型迷宫任务确认了5xFADM28L小鼠的工作记忆缺陷，而5xFADP522R表现与对照组相似。长时程增强（LTP）反映了神经元之间突触信号传递的持续加强，与海马记忆形成有关，然而，对海马CA1区的兴奋性突触后电位（fEPSPs）的LTP记录显示仅5xFADM28L小鼠降低。
随后，研究者对7.5月龄AD小鼠大脑皮层进行RNA-seq分析以评估PLCG2变异对大脑中基因表达的影响。5xFADM28L与5xFAD小鼠相比，47个显著差异表达基因（DEGs）富集于“抗原处理和表达、肿瘤坏死因子产生、白细胞介素-1β产生、炎症反应、内吞和吞噬”，5xFADP522R与5xFAD小鼠相比，763个显著的DEGs富集于“神经胶质细胞发育、吞噬/内吞调节、炎症反应和脂质代谢过程”，支持PLCG2变异通过影响吞噬/内吞和炎症反应来介导AD病理改变。紧接着，研究者进一步对这些小鼠进行了snRNA-seq分析以确认PLCG2变异和淀粉样病理对不同细胞类型的影响，简单来说，从皮层中分选出NeuN-细胞核，根据已知细胞类型特异性标记物可划分为5簇，小胶质细胞簇又可细化为代表不同状态的亚群，与5xFAD小鼠相比，5xFADM28L小鼠第2和4簇（分别是富集内吞和炎症反应相关基因的簇和富集与细胞凋亡、脂质代谢等相关基因的簇）核百分比降低，而5xFADP522R小鼠的第2和4簇核百分比升高，第0簇（富集与维持小胶质细胞稳态相关基因的簇）核百分比降低。这些发现表明两种不同的PLCG2变异会诱导不同的转录组编程，从而对5xFAD小鼠的疾病发病机制产生相反的影响。
总之，这项工作证明PLCG2M28L是一种功能缺失性变异，由于其表达减少，损害了小胶质细胞对斑块的反应，抑制了细胞因子的释放，下调了斑块相关和疾病相关的小胶质细胞基因，增加了斑块沉积。相反，PLCG2P522R会对5xFAD小鼠产生积极影响，包括减少斑块负担、改善受损的突触功能以及挽救工作记忆缺陷，这表明促进神经保护性小胶质细胞对淀粉样病理的反应可以限制AD的进展，因此，以PLCG2为导向的疗法可能成为诱导神经保护性小胶质细胞反应和减弱AD发病机制的有效策略。
https://doi.org/10.1016/j.immuni.2023.08.008
制版人：十一
参考文献
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