忘东忘西是海马在发炎?J Extracell Vesicles:鼻子里滴一剂囊泡,给大脑灭灭火


人到了五六十岁,记性变差是常有的事。钥匙刚放下就找不到,熟人名字到了嘴边叫不出。问大夫,大多说年纪大了,正常。

可搞神经科学的人不这么看。他们觉得,这很可能是海马区长期存在的一种慢性炎症在作怪。毛病不大,但一直烧着。点火的是小胶质细胞里的两条通路,一个叫NLRP3炎症小体,一个叫cGAS-STING。这两条路一开,炎性因子没完没了地释放,慢慢就把记忆功能啃坏了。

最近J Extracell Vesicles发了篇来自德克萨斯A&M大学的研究。他们给18个月大的小鼠(大概相当于人类60岁)从鼻子里滴了一种东西——人源神经干细胞分泌的细胞外囊泡。等到小鼠20.5个月大的时候,再看它们海马区的炎症和认知表现。

结果非常亮眼,这些囊泡能钻进小胶质细胞和星形胶质细胞里。细胞总数没变,但那些病态聚集的小胶质细胞簇少了很多。更重要的是,好几条炎症通路都被按住了。

氧化损伤下来了,线粒体也缓过来了

用药之后,海马里的氧化损伤标志物丙二醛和蛋白羰基都明显降低。抗氧化蛋白NRF2和超氧化物歧化酶的水平反倒上来了。还有好几个跟线粒体呼吸链有关的基因,比如Ndufs6SdhaCyc1Cox4i2,表达都增加了。说白了,细胞的能量站被修好了,又开始正常运转。

NLRP3这条路给掐断了

跟没治疗的老年小鼠比,治疗组海马里的NLRP3、ASC、活化的caspase-1、IL-18、IL-1β这些蛋白都显著减少。免疫荧光也证实,同时带着NLRP3和ASC的小胶质细胞比例下降了不少。下游的p38/MAPK信号也被压制了,MyD88、Ras、pMAPK、AP-1、TNF-α这些促炎分子都往下掉。

图1 鼻内给EVs后,老年海马的NLRP3炎症小体复合物明显减少

cGAS-STING这条路也给堵上了

治疗组小鼠海马的p-cGAS、p-STING、p-IRF3还有IFN-α都显著下降,JAK1/2和STAT1的磷酸化也降低了。好几个干扰素刺激基因,比如Icam1Cd47Irf7,表达都往下调。说明I型干扰素信号这条路也给封死了。

图2 鼻内给EVs抑制cGAS-STING和JAK-STAT通路

两种微小RNA是真正的干活主力

研究团队还做了个基因敲低实验。要是把囊泡里的miR-30e-3p拿掉,囊泡就再也抑制不了NLRP3炎症小体;要是把miR-181a-5p拿掉,就挡不住STING通路。说明这两种微小RNA正是囊泡抗炎的核心武器。

单细胞测序:小胶质细胞的基因表达被重写

治疗7天后,研究人员对海马小胶质细胞做了单细胞RNA测序。结果显示,896个基因上调,2025个基因下调。上调的主要是氧化磷酸化和阿尔茨海默病相关通路里的基因;下调的主要是Toll样受体、MAPK、TNF、C型凝集素受体、mTOR、FoxO、Notch这些促炎通路里的基因。基因网络分析还发现,几个促炎相关的调控基因,比如Nrf1Sec24cFos,表达降了下来;而维持氧化还原平衡的Nfe2l1则上去了。

图3 鼻内给EVs让老年小胶质细胞转录组发生广泛变化

记忆测试:效果看得见也测得出

最后做了行为学实验。治疗组的小鼠,不管公母,在新物体识别和物体位置测试里都明显更喜欢新物体或者挪了位置的物体。没治疗的对照组同龄小鼠,完全分不出来。说明治疗把年龄相关的识别记忆和空间记忆损伤给扳回来了。

总结

这项研究表明,在晚中期阶段,鼻内给一剂神经干细胞来源的囊泡,可以同时按住海马小胶质细胞里的两条主要促炎信号——NLRP3和cGAS-STING,重新编排小胶质细胞的基因表达,减轻氧化应激和线粒体损伤,最终让老年小鼠的记忆力得到实实在在的改善。对于正在变老的大脑,这算得上一个值得期待的新方向。(生物谷Bioon.com)

参考文献:

Madhu LN, Kodali M, Rao S, et al. Intranasal Human NSC-Derived EVs Therapy Can Restrain Inflammatory Microglial Transcriptome, and NLRP3 and cGAS-STING Signalling, in Aged Hippocampus.J Extracell Vesicles. 2026;15(2):e70232. doi:10.1002/jev2.70232


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