易賽騰生物（Ecyton）研究團(tuán)隊(duì)利用其開發(fā)的先進(jìn)直接轉(zhuǎn)分化技術(shù)，成功制備出能夠在21天內(nèi)快速展示阿爾茨海默?。?/span>AD）關(guān)鍵天然病理特征的人源基底前腦膽堿能神經(jīng)元（BFCN）。通過該模型，團(tuán)隊(duì)對(duì)比分析了Aducanumab（Adu）和Lecanemab（LCN）兩種FDA批準(zhǔn)的單克隆抗體藥物，發(fā)現(xiàn)LCN在清除神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)淀粉樣β蛋白和減少Tau蛋白磷酸化方面顯著優(yōu)于Adu。這一發(fā)現(xiàn)支持LCN在臨床上的優(yōu)越性，為AD治療藥物的研發(fā)提供了重要的科學(xué)依據(jù)，并展示了天然病理性BFCN在AD研究及藥物評(píng)估中的潛力。
阿爾茨海默病（AD）是一種以大腦中淀粉樣斑塊積累和磷酸化Tau蛋白形成神經(jīng)原纖維纏結(jié)為特征的神經(jīng)退行性疾病。原代培養(yǎng)人源神經(jīng)細(xì)胞的來(lái)源有倫理限制、獲取技術(shù)難度大，不具有擴(kuò)增能力，且成體神經(jīng)細(xì)胞難以在體外培養(yǎng)使用，這些特性給AD的病理機(jī)制研究和藥物開發(fā)帶來(lái)了巨大挑戰(zhàn)。
Ecyton研究團(tuán)隊(duì)致力于構(gòu)建穩(wěn)定可靠的人源AD神經(jīng)細(xì)胞模型，并基于這些模型建立藥物篩選和驗(yàn)證平臺(tái)。該團(tuán)隊(duì)最近取得的進(jìn)展顯示，通過特定轉(zhuǎn)錄因子的過表達(dá)和小分子的協(xié)同作用，成功將AD患者的皮膚成纖維細(xì)胞直接轉(zhuǎn)分化為表現(xiàn)AD病理特征的BFCN亞型。這一過程的特點(diǎn)包括：
1. 轉(zhuǎn)分化的高效率和速度，10天內(nèi)即可將92%以上病毒感染的成纖維細(xì)胞轉(zhuǎn)化為神經(jīng)細(xì)胞；
2. 轉(zhuǎn)分化后神經(jīng)細(xì)胞的高純度，94%以上的細(xì)胞表達(dá)神經(jīng)元特有標(biāo)志物；
3. 以及這些神經(jīng)細(xì)胞具有高凍存復(fù)蘇率和良好的鋪板效率。在優(yōu)化條件下，BFCN能單獨(dú)培養(yǎng)超過90天并形成致密的健康神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，無(wú)需與星形膠質(zhì)細(xì)胞共培養(yǎng)。
Ecyton快速制備的患者AD-BFCN在21天內(nèi)展示了AD相關(guān)的天然內(nèi)源性病理特征，包括神經(jīng)元內(nèi)Aβ42的積累和聚集以及pTau181的聚集，如圖1。在老年健康對(duì)照HC-BFCN（66歲）中，Aβ42在培養(yǎng)期間保持較低且穩(wěn)定的水平。相比之下，AD-BFCN中Aβ42的積累迅速增加，高達(dá)HC-BFCN的37倍。此外，AD-BFCN中內(nèi)源性Aβ42寡聚體和原纖維的形成，表現(xiàn)出時(shí)間依賴性模式，并在21天時(shí)急劇增加至三倍。比較分析還顯示，pTau181在AD-BFCN中隨時(shí)間積累，并與神經(jīng)元內(nèi)Aβ42的積累和聚集密切相關(guān)，顯示與AD有更強(qiáng)的關(guān)聯(lián)。因此，神經(jīng)元天然內(nèi)源性Aβ42和pTau181同時(shí)檢測(cè)可能作為評(píng)估AD藥物有效性的更科學(xué)可靠的指標(biāo)。
Figure 1. Intracellular Amyloid and Tau Pathology in Neurons Derived from Alzheimer's Disease Patients.
Ecyton的研發(fā)團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步研究了LCN和Adu對(duì)AD-BFCN神經(jīng)元胞內(nèi)Aβ42和pTau181的影響。如圖2。與對(duì)照IgG相似，LCN和Adu都能通過神經(jīng)細(xì)胞膜進(jìn)入胞內(nèi)。進(jìn)入細(xì)胞后，LCN與神經(jīng)元內(nèi)Aβ42聚集體及早期內(nèi)體（RAB5）、晚期內(nèi)體（RAB7）、溶酶體（LAMP1）和蛋白酶體（LMP7）標(biāo)記共定位。定量免疫熒光分析表明，LCN在72小時(shí)內(nèi)有效減少了AD-BFCN中70%的細(xì)胞內(nèi)Aβ42聚集體和20%的pTau181水平。相比之下，針對(duì)纖維化Aβ42的Adu未能有效清除神經(jīng)元內(nèi)的Aβ42及其聚集體，對(duì)pTau181的積累無(wú)顯著影響。初步機(jī)制研究表明，TRIM21在減少LCN與Aβ42復(fù)合物中發(fā)揮重要作用。LCN處理AD-BFCN后，TRIM21在三天內(nèi)呈現(xiàn)下降，與Aβ42減少一致。對(duì)AD-BFCN進(jìn)行LCN處理72小時(shí)后，接著用自噬溶酶體融合抑制劑巴非霉素A1（BAF）或蛋白酶體抑制劑硼替佐米（BTZ）處理6小時(shí)，定量免疫熒光測(cè)定顯示，與對(duì)照組相比，抑制劑處理后Aβ42和TRIM21水平顯著增加。結(jié)果表明，自噬溶酶體途徑和蛋白酶體途徑均參與了Aβ42-LCN-TRIM21復(fù)合物的降解。
Figure 2. Distinct Impact of LCN and Adu on Aβ42 and pTau181 in AD-BFCN.
總之，Ecyton研發(fā)團(tuán)隊(duì)的這項(xiàng)研究為AD領(lǐng)域帶來(lái)了新的進(jìn)展，不僅加深了我們對(duì)AD發(fā)病機(jī)制的理解，也為開發(fā)更有效的治療藥物提供了新思路和強(qiáng)有力的工具。這一成果將對(duì)未來(lái)的AD研究和藥物開發(fā)產(chǎn)生積極的影響，有望為眾多AD患者帶來(lái)希望。
論文題目是“Distinct Effects of Aducanumab and Lecanemab on Intraneuronal Endogenous Aβ42 and Phosphorylated Tau in Alzheimer's Disease Treatment”。
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