Mol Neurodegeneration：小胶质细胞中CD2AP缺失对阿尔茨海默病模型的保护作用

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一种以神经退行性病变为特征的常见神经疾病，通常伴随着脑内β-淀粉样蛋白（Aβ）的沉积及神经炎症的发生。小胶质细胞作为大脑内的免疫细胞，在AD的进展中起着至关重要的作用。小胶质细胞的过度激活与AD的病理变化密切相关，特别是在Aβ沉积和神经元损伤的过程中。CD2附加蛋白（CD2AP）最初在外周免疫细胞中被发现，近年来的研究表明CD2AP可能在神经炎症和AD的进程中扮演重要角色。然而，CD2AP在小胶质细胞中的具体功能和它如何影响AD的发病机制仍不明确。因此，本研究旨在探讨小胶质细胞中特异性缺失CD2AP对AD模型小鼠的影响。

为了研究CD2AP在AD中的作用，研究团队利用了CD2AP条件性缺失小鼠模型，并结合5xFAD小鼠模型，这是一种常用于研究阿尔茨海默病的转基因小鼠。通过CRISPR/Cas9技术，构建了小胶质细胞中特异性缺失CD2AP的转基因小鼠（Cd2apfl/+; Cx3cr1-cre; 5xFAD小鼠），并与对照组（Cd2apfl/+小鼠）进行比较。为了进一步了解CD2AP缺失对小胶质细胞功能的影响，研究者进行了多项实验，包括免疫荧光染色、Thioflavin S染色、行为学测试以及电生理学测试等。此外，还采用RNA测序（RNA-seq）分析了CD2AP缺失小鼠的基因表达变化，特别关注了与免疫反应和神经炎症相关的基因。研究过程中，还利用CSF1R抑制剂（PLX3397）去除小鼠的小胶质细胞，以探索小胶质细胞的缺失对CD2AP在AD模型中的作用的影响。

图1：CD2AP在5xFAD小鼠大脑中的表达增加，特别是在小胶质细胞中

研究结果表明，CD2AP在AD模型小鼠中的表达显著增加，并且在小胶质细胞中表达水平较高。在5xFAD小鼠的海马区域，CD2AP的表达随Aβ的积累而逐渐上升，尤其是在病理进展的后期。更重要的是，在小胶质细胞中缺失CD2AP的小鼠表现出明显的保护作用。具体来说，这些小鼠的认知功能显著改善，尤其是在莫里斯水迷宫测试中，表现出更强的空间记忆能力。与此同时，CD2AP缺失还减轻了神经炎症反应，小胶质细胞的活化显著减少，神经元的损伤和Aβ斑块的沉积也得到了抑制。
进一步的分析发现，CD2AP缺失在小胶质细胞的吞噬功能上也表现出一定的影响。尽管CD2AP缺失的小鼠在整体认知功能上表现出保护作用，但在Aβ的吞噬方面却出现了一定程度的功能下降，这表明CD2AP可能通过调节小胶质细胞的吞噬作用参与AD的免疫反应。此外，RNA-seq分析结果显示，CD2AP缺失在小胶质细胞中引起了免疫相关基因表达的改变，尤其是补体C1q基因的上调。补体C1q是AD病理中关键的免疫分子，参与Aβ斑块的清除和突触的修剪。

图2：小胶质细胞中特异性缺失CD2AP的小鼠在认知功能测试中表现出显著改善

本研究揭示了小胶质细胞中特异性缺失CD2AP在阿尔茨海默病模型小鼠中的保护作用。CD2AP缺失不仅改善了认知功能，减轻了神经炎症反应，还抑制了Aβ的沉积和突触的丧失。研究进一步表明，CD2AP可能通过调节小胶质细胞的免疫反应，特别是补体C1q的表达，发挥对阿尔茨海默病的保护作用。因此，CD2AP可能成为治疗阿尔茨海默病的潜在靶点，为未来的临床治疗策略提供了新的思路。

文献出处：
Zhang, L., Huang, L., Zhou, Y. et al. Microglial CD2AP deficiency exerts protection in an Alzheimer’s disease model of amyloidosis. Mol Neurodegeneration 19, 95 (2024). https://doi.org/10.1186/s13024-024-00789-7