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集萃成章丨南京大学闫超、刘翔宇、陈迪俊、陈张朋团队揭示脂质堆积的反应性星形胶质细胞加速了癫痫病发展进程

2023-10-17

2023年3月,南京大学生命科学学院闫超教授、陈迪俊教授联合南京鼓楼医院刘翔宇主任团队Nature Neuroscience在线发表题为“Lipid-accumulated reactive astrocytes promote disease progression in epilepsy”的研究论文。该研究采用集萃ob电竞官网入口 B6/JGpt-Apoeem1Cd82/Gpt、B6/JGpt-Apoeem1Cflox/Gpt-Aldh1l1em1Cin(CreERT2)/Gpt小鼠,首次报道了一种脂质堆积的反应性星形胶质细胞(LARA)在癫痫病发病中的重要作用以及致病机理,揭示了LARA以APOE依赖的方式形成,加剧神经元的过度兴奋,促进癫痫病发展进程,为耐药TLE治疗提供新思路。


1、颞叶癫痫患者及癫痫病小鼠模型脑内脂质异常积聚


设计者应先定量定量分析了4位抗药性性TLE(常用见的局灶性癲痫结构类型)自身核磁共鸣波谱数据报告看到,与日常侧相对比,TLE自身致痫侧中检验到脂质数据信息很大增多,证实脂质在癲痫脑中越来越累积。反驳来,设计者用天然免疫荧光染色剂并且脂质组学定量定量分析的手段看到在抗药性性TLE自身的精神元和星形胶质肿瘤细胞中脂质积少成多总体水平取得增多。


其次利用向小鼠的海马区及腹腔注射液体海人酸(KA)分析一下小鼠癫娴绘图,其次利用阻止荧光染色法、脂质组学分析一下同时电镜切开了解等方式方法验证了癫娴小鼠冒出了与TLE爱美者相拟的可是,即精神元和星形胶质癌细胞核系中脂质冒出异常处理症瘕,但在小胶质癌细胞核系或者少突胶质癌细胞核系并不会有。


和鼠的数据报告均表示,人的大脑中脂质的优化聚积是羊角风的一款 首要病症表现形式(图1)。

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图1.癫娴病患和小鼠模式化的出错脂质靠积蓄

2、双核RNA测序蕴含颞叶提高星形胶质細胞的脂质代谢转化错误和APOE上浮

方便来探寻失常的脂堆积,能不能会会导致脂分泌关于基因组组的体现出变换,调查者动用TLE人群(n=4)和非TLE参考(n=4)的脑皮层样板开展了四核cpuRNA测序(snRNA-seq),浅析找到TLE科学试验组的脂质转化关于和分泌关于环路在星形胶质癌细胞膜中被显大提高,在精神元被量入为出提高;进三步的之间的关系体现出浅析找到,TLE人群脂质转化基因组组APOE(编号载脂蛋白a质E)在星形胶质癌细胞膜中相关系数高体现出。


某些的数据说明,颞叶患儿星形胶质癌细胞的脂质产生异常处理,并判断APOE是加入一项步骤的关键所在什么是基因(图2a)。

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图2.双核RNA测序论述颞叶我们星形胶质受损细胞的脂质代谢率异常处理和APOE调整

3、APOE介导脂质从神经元到星形胶质细胞的转移

成了探索APOE高表达爱能不是星形胶质生殖生殖细胞膜脂质推积的一定要條件,分析者先对APOE−/−小鼠注谢KA诱骗癲痫,并鉴定了产生KA伤害性后21dAPOE敲除小鼠海马区脂质聚积的变迁。可是察觉,KA伤害性仅较轻危害了APOE−/−小鼠海马区脑神经末梢元脂滴(LDs)的进行;而海马区星形胶质生殖生殖细胞膜的脂质聚积在相当大数量上被阻隔,反映出APOE是星形胶质生殖生殖细胞膜脂质聚积所需要的,而不是脑神经末梢元中的脂质推积所需要的。

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图3.癲痫小鼠星形胶质体细胞脂质堆积要APOE

依据上面成果,论述者假如,在慢性病癫痫病情况下,脂质最原始在中枢神经元中积累了,以后经由APOE依靠性规则一直转到到星形胶质神经细胞。


为了让核实这一种举个例子,研究分析者首选做了体内实验英文。将原生态型或APOE−/−小鼠的原代海马中枢周围运动神经元和星形胶质周围运动神经元体内共塑造。表明KA的的刺激才可以诱导型中枢周围运动神经元频繁的激活卡而增加脂质酸(FAs),增加的FAs会被临到的星形胶质周围运动神经元吸收能力,引起星形胶质周围运动神经元内脂质频繁的凝聚;而当产生KA的的刺激APOE−/−小鼠中枢周围运动神经元周围运动神经元时,星形胶质周围运动神经元中仅考察到较低的脂质积攒平均水平(图3)。


收起来,论述者可以通过将ALDH1L1-CreERT2小鼠与APOE flox小鼠交配,实当前星形胶质血細胞中 特异形敲除APOE。在KA激刺下APOE具体条件性敲除鼠表达出星形胶质血細胞钟LDs积攒偏态可以减少,而神经系统元的脂质积攒品质不会有清晰发生改变。


总的来说,哪些数据分析是因为,在羊角风具体条件下,APOE介导脂质从中枢神经元向星形胶质组织细胞的主动地轉運(图4)。


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图4.星形胶质内部活性聊天敲除APOE阻隔是癫痫症小鼠星形胶质内部脂质凝聚


4、颞叶癫痫患者反应性星形胶质细胞的分子谱分析


那些这群高呈现APOE以及脂系统异常堆放的星形胶质神经癌细胞要不要是一类某的星形胶质神经癌细胞亚群?


设计者法律规定剖析组和TLE爱美者的四核cpuRNA测序对比介绍数据文件将星形胶质上皮内部消费者构成三个亚群,介绍发掘,在这其中A4亚群既表面出脂质代谢率和运送相关联dna的有效高抒发方式,同样也表面出比较高的APOE抒发方式品质;除此之外,完成对三个上皮内部亚群的符号dna的抒发方式经济模式介绍发掘,A4亚群具有独立自主于任何亚群的转录组优点,就是一种全新的的上皮内部亚型,设计者将其定名为LARA(图5)。

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图5.载脂淀粉酶E介导脂质聚集表现性星形胶质受损细胞的进行

5、APOE是脂质积聚现象性星形胶质体细胞达成所一定的

那LARA与高表示出来方式的APOE中来源于之类找话题呢?科研者反驳来查测了原生态型、APOE−/−小鼠海马区的LARA有关于遗传人类基因组遗传组遗传组的表示出来方式,察觉7七个被检遗传人类基因组遗传组遗传组有63个遗传人类基因组遗传组遗传组在KA激刺后现象出差异性变动,而在哪些63个遗传人类基因组遗传组遗传组中,又有53个遗传人类基因组遗传组遗传组被KA激刺上浮并被APOE敲除能够抑制,10个遗传人类基因组遗传组遗传组现象出不同的玩法。哪些动态数据阐明,APOE是会影响LARA有关于遗传人类基因组遗传组遗传组表示出来方式的根本成分,是LARA造成的一定具体条件(图5g)。


6、脂质聚积的响应性星形胶质人体细胞与颠痫小鼠的颠痫话动关于

接下去来,研发者对LARA在颞叶性是癲痫症中的实用功能表型做了蜡烛燃烧实验。察觉与KA刺激性的野外型小鼠想必,大多数是APOE KO都是星形胶质细胞膜非特异朋友敲除APOE均能提升颞叶性是癲痫症小鼠的是癲痫症出现多少次和持继耗时。发现了APOE介导的脂质转化在促是癲痫症中发挥效果极为重要效果,互相致使LARA变成依赖症于APOE,进十步解释LARA具备促是癲痫症效果(图6)。

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图6.脂质累积的体现性星形胶质组织细胞与羊角风小鼠的羊角风移动有关的信息

7、脂质沉淀的反应迟钝性星形胶质人体组织细胞确认星形胶质人体组织细胞A2AR增强羊癫疯移动


那么LARA是通过何种分子机制来调控、促进癫痫病发病呢?研究者通过使用游离FAs处理野生型或APOE−/−小鼠的原代星形胶质细胞,在体外模拟LARA的形成。采用RNA-seq分析发现FAs能够显著诱导腺苷2A受体(A2AR)表达上调,并且这种上调能够被APOE KO所阻断,同时,这一结果在KA诱导的癫痫小鼠海马区的免疫荧光分析结果中得到了进一步证实。


接下来为了进一步验证A2AR在促癫痫中的作用,研究者构建了AAV-A2AR-shRNA-eGFP小鼠模型实现在星形胶质细胞中 特异性敲低A2AR,当施加KA刺激后,与A2AR敲低星形胶质细胞相邻的海马区神经元兴奋性和神经传递显著降低,从而显著降低了KA诱导的癫痫发作活性。


另外,研究者通过外源施加A2AR拮抗剂ZM241385抑制A2AR的表达,结果发现抑制A2AR的表达确实能够显著降低癫痫发作活性。这些结果表明,腺苷2A受体(A2AR)在LARA介导的神经毒性中发挥着核心作用。

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图7.脂质积少成多影响性星形胶质血细胞能够 A2AR促进会癫娴病小鼠的癫娴病活动方案

本设计发觉,在颞叶癜痫(TLE)人和癜痫小鼠模形中,星形胶质生殖细胞核优化的脂质聚积会会导致脂质聚积现象性星形胶质生殖细胞核(LARA)的进行,LARA会提高网站中枢神经元优化月活并减速癜痫病的快速发展多线程。直接具体分析了LARA的进行最主要的依赖关系于APOE的高表达方式,敲除APOEdna能够合理有效缓和癜痫小鼠LARA的进行和癜痫起病活性酶类。


本研发首先找到了种新一代的星形胶质受损人体组织细胞--LARA,并深入的具体分析了LARA使得癲痫病症未来发展历程的分子式体制,大量了朋友对星形胶质受损人体组织细胞病检技能的认知,为靶点星形胶质受损人体组织细胞医治类药物难治性癲痫打牢了理论研究知识基础。