Cell：聚焦小膠質細胞中SYK依賴和非依賴途徑在阿爾茨海默的作用

2022年11月04日18:17:20 科學 1638

近日，來自美國華盛頓大學醫學院病理學和免疫學系的Marco Colonna教授團隊在Cell 雜誌在線發表了題為「lTREM2 drives microglia response to amyloid-β via SYK-dependent and -independent paths」的研究，證明小膠質細胞通過激活TREM2介導的Syk和DAP10信號傳導機制對Ab作出反應。在表達阿爾茨海默病相關人TREM2R47H等位基因的小鼠中，抗體介導的Syk激活拯救了小膠質細胞的激活。

前幾日，美國弗吉尼亞大學神經科學系腦免疫學和神經膠質細胞中心JohnR.Lukens團隊於2022年10月在Cell雜誌發表文章「SYK coordinates neuroprotective microglial responses in neurodegenerative disease」，文章指出SYK調節小膠質細胞的激活和功能，其功能受損與阿爾茨海默病和多發性硬化症等神經退行性疾病模型的惡化有關。

SYK的編碼基因為syk，於1991年從豬脾cDNA中克隆得到，編碼的蛋白是非受體型酪氨酸激酶Src家族的一員，能催化底物蛋白酪氨酸殘基磷酸化，故被命名為脾酪氨酸激酶（Spleen Tyrosine Kinase）。

Brainnews昨日解讀文獻：

Cell：小膠質細胞導致阿爾茨海默病Aβ沉積加劇、神經病理加重和認知缺陷的新機制

附在Aβ斑塊上的小膠質細胞會獲得一種轉錄標記，即「疾病相關小膠質細胞」（DAM），其主要源於通過蛋白酪氨酸激酶SYK傳遞細胞內信號的TREM2-DAP12受體複合物。與高AD風險相關的人群TREM2 R47H變體不能通過SYK激活小膠質細胞。研究人員發現，SYK缺陷的小膠質細胞無法包裹Aβ斑塊，這加速了大腦病理進展和行為缺陷。

作者首先測試Aβ積累是否會激活小膠質細胞中的SYK。5xFAD小鼠的小膠質細胞中SYK磷酸化增加，而SYK蛋白的總量沒有變化。利用基因敲除技術在小膠質細胞中特異性地敲除Syk基因的表達後發現，SYK缺失致使小膠質細胞增生明顯減少，密度顯著降低，纖維狀 Aβ沉積更多。

作者進一步研究證實，小膠質細胞中缺乏SYK與Aβ病理學、神經元損傷和行為缺陷的增加有關。SYK缺陷小鼠Aβ1–42沉積明顯增加，神經元萎縮增加。水迷宮試驗的結果證實小膠質細胞中SYK的缺乏加速了5xFAD小鼠的記憶障礙。高架迷宮測試發現SYK缺陷小鼠在開放臂中進入的次數明顯增多，行走的距離也更長。因此得出結論，小膠質細胞中SYK的缺乏加劇了Aβ1–42的負荷和神經元的損傷，使行為缺陷惡化。

此外，作者發現SYK的缺乏導致AKT及其靶標NDRG1和GSK-3β的磷酸化減少，這與mTOR激活、蛋白質合成和細胞周期進展有關。SYK缺陷小鼠的小膠質細胞也有明顯的線粒體質量下降。進一步的生化分析顯示SYK缺陷小鼠存在代謝缺陷，並且自噬增加。同時，通過誘導已經出現抗體沉積和小膠質細胞增多症的小鼠敲除SYK基因，表明在疾病發作後，SYK是維持抗體斑塊周圍小膠質細胞聚集所必需的。

接下來，作者還分析了SYK缺乏對澱粉樣蛋白病理過程中小膠質細胞轉錄組的影響。在SYK缺陷小鼠中發現TREM2+、CLEC7A+、CD11c+和CD74+小膠質細胞顯著減少，而TMEM119+小膠質細胞增加。這些變化在抗體斑塊附近的小膠質細胞中尤其明顯，而SYK缺乏對抗體斑塊遠端的小膠質細胞影響很小。同時差異表達基因的GSEA表明，代謝途徑受到SYK缺乏的高度影響。

在病理條件下，由SYK缺失導致的能量代謝受損顯著性地影響小膠質細胞的活化，即在分子水平上，細胞不能夠完全分化從而獲得DAM，MHC II，IFN-R小膠質細胞基因表達的特徵。然而，與缺乏TREM2相比，缺乏SYK並不影響小膠質細胞的增殖，並允許小膠質細胞較低程度地活化，獲得部分DAM的特徵。這表明TREM2可以獨立於SYK部分激活小膠質細胞。

之前的研究顯示，TREM2-DAP12複合物通過獨立於 SYK 的途徑調節ERK活化。作者也證實小膠質細胞表型誘導SYK缺乏與依賴TREM2-DAP12軸的任何信號無關。除DAP12外，TREM2還與BMDM中的跨膜接頭DAP10結合，作者證實DAP10信號通路獨立於SYK維持小膠質細胞增殖、代謝激活、存活和Aβ吞噬作用，這都是小膠質細胞完全激活所必需的。

作者還探究了以SYK作為激活標點，用於治療AD的可能性。CLEC7A是一類直接募集並激活SYK的表面受體，並在神經變性過程中在小膠質細胞中上調。作者證實，對攜帶功能低下的TREM2R47H變體的5xFAD小鼠系統性給予激動性抗CLEC7A抗體，可促進SYK信號傳導並改善小膠質細胞激活。

最後，作者挖掘了人類AD的SnRNA-seq數據，使用TREM2進行SYK和CLEC7A mRNA的表達比較，證實SYK和CLEC7A在AD的小膠質細胞中高表達。因此，小膠質細胞中的CLEC7A-SYK通路可能是治療AD的潛在靶點。