透過空間轉錄體學與原位定序技術,研究團隊揭示阿茲海默症類澱粉斑塊周圍的發炎反應與補體系統活化,為神經退化性疾病提供新的分子標靶方向。
阿茲海默症(Alzheimer’s disease, AD)是全球最常見的神經退化疾病之一。其病理特徵之一為類澱粉斑塊的累積,這些斑塊會誘發神經周圍細胞的異常反應。然而,這些細胞互動的分子細節仍未完全解明。本研究結合 空間轉錄體學(Spatial Transcriptomics, ST) 與 原位定序(In Situ Sequencing, ISS),首次以高解析度描繪類澱粉斑塊周圍 100 微米範圍內的基因表現變化。
研究辨識出兩種與類澱粉斑塊密切相關的基因共表現模組:
PIGs(Plaque-Induced Genes):與補體系統、氧化壓力、溶酶體功能與發炎路徑相關,主要在小膠質細胞與星狀膠質細胞中活化,並在疾病晚期擴展至整個大腦。
OLIGs(Oligodendrocyte Genes):由少突膠質細胞表達,與髓鞘形成密切相關,主要在疾病早期出現活化反應。
原位定序結果在小鼠與人類腦部樣本中皆驗證了 PIGs 與 OLIGs 的表現變化,並揭示:
小膠質細胞表現補體 C1q(C1QA、C1QB、C1QC)與炎症相關基因
星狀膠質細胞則上調 C4、GFAP、CLU 等發炎標誌
少突膠質細胞則在髓鞘相關基因(如 PLP1、MOBP)上顯現早期反應,於晚期被抑制
這些結果表明類澱粉斑塊會引發多細胞間的協同發炎反應,特別是膠質細胞之間的交互訊號傳遞。
本研究為阿茲海默症研究帶來數個重要啟示:
補體系統活化 是阿茲海默症早期發炎反應的核心機制之一
小膠質細胞與星狀膠質細胞的互動 可能加速神經損傷
少突膠質細胞與髓鞘基因的調控變化,可能與神經訊號傳導失常有關
透過這些新發現,未來有望發展針對膠質細胞與補體通路的治療策略,改善阿茲海默症患者的病程。