阿爾茨海默病(AD)作為最常見的神經退行性疾病，其發病機制復雜且治療手段有限。全基因組關聯研究(GWAS)已鑒定出超過75個AD風險位點，其中CLU(Clusterin)基因座是重要的風險位點之一。與眾所周知的APOEε4等位基因不同，CLU的致病機制尚不明確，特別是非編碼區風險變異的功能解析存在挑戰。CLU編碼的載脂蛋白APOJ在腦內廣泛表達，既往研究多聚焦于其在星形膠質細胞中的作用，而神經元CLU的生理功能及其與AD的關聯仍是未解之謎。

為攻克這一難題，美國Endeavor Health精神病遺傳學中心Xiaojie Zhao領銜的研究團隊，通過整合多組學分析和基因編輯技術，揭示了CLU基因座中功能性非編碼變異rs1532278的神經保護機制。該研究創新性地將等位特異性開放染色質(ASoC)映射與誘導多能干細胞(iPSC)分化模型相結合，發現保護性T等位基因通過增強神經元特異性轉錄因子ISL2結合，上調CLU表達并促進神經元-膠質細胞脂質轉移，最終通過調節星形膠質細胞功能維持神經元興奮性。這項突破性成果發表于《Molecular Neurodegeneration》，為AD的精準防治提供了新靶點。

研究團隊運用了以下關鍵技術：1) 基于ATAC-seq的ASoC分析鑒定神經元特異性功能變異；2) CRISPR-Cas9編輯構建rs1532278等位基因特異性iPSC系；3) iPSC分化為谷氨酸能神經元(iGlut)并與小鼠原代星形膠質細胞(mAst)共培養系統；4) 多電極陣列(MEA)和鈣成像檢測神經元電活動；5) 脂質轉移實驗和脂滴(LD)可視化分析。

AD保護性rs1532278等位基因通過增強ISL2結合上調神經元CLU表達
通過系統分析iPSC分化的多種腦細胞ATAC-seq數據，發現rs1532278是唯一在興奮性神經元(iGlut)中呈現顯著ASoC的AD風險SNP。CRISPR編輯構建的T/T純合iPSC系顯示，保護性T等位基因通過增強ISL2轉錄因子結合，使神經元CLU mRNA表達提升40-50%，分泌型CLU(sCLU)蛋白水平顯著增加，而相鄰基因SCARA3表達不受影響。值得注意的是，該調控效應具有神經元特異性，在星形膠質細胞(iAst)中未觀察到類似變化。

神經元CLU增強突觸成熟度和神經元興奮性
攜帶保護性T等位基因的iGlut表現出更復雜的樹突分支和突觸小泡蛋白(SYP)表達增加。多電極陣列分析顯示，T/T神經元具有更高的加權平均放電率和網絡同步性，鈣成像證實其動作電位發放頻率顯著提升。通過刪除rs1532278側翼的開放染色質區域(OCR-del)或AAV介導的CLU回補實驗，證實CLU表達水平與神經元興奮性呈正相關。

神經元CLU促進神經元-膠質細胞脂質轉移
意外發現高表達CLU的T/T神經元內脂滴(LD)減少，而共培養的mAst中LD顯著積累。使用熒光標記脂肪酸(Red C12)的轉移實驗證實，神經元CLU促進脂質向星形膠質細胞轉運。免疫熒光顯示AAV表達的Flag標記CLU能與mAst中LD共定位，首次證明神經元源性CLU可作為脂質轉運載體。

星形膠質細胞LD積累通過ROS調控谷氨酸攝取
轉錄組分析揭示T/T神經元中膽固醇合成通路(HMGCR等)上調，而共培養mAst中脂肪酸β-氧化(ACSBG1等)和谷胱甘肽代謝通路激活。功能實驗顯示LD豐富的mAst產生更多酮體(β-羥基丁酸)和乳酸，但伴隨ROS水平升高。轉孔實驗證實ROS介導了mAst谷氨酸攝取功能抑制，而CLU免疫去除可逆轉該效應。

這項研究首次建立了AD遺傳風險變異→神經元表觀調控→CLU表達→脂代謝重編程→神經元-膠質細胞互作的完整機制鏈條。創新性發現包括：1) 鑒定rs1532278為神經元特異性功能變異，解析其通過ISL2調控CLU表達的分子機制；2) 揭示神經元CLU通過促進脂質轉移維持神經元興奮性的新功能；3) 闡明星形膠質細胞LD積累通過ROS-谷氨酸軸調控神經活動的跨細胞機制。這些發現不僅為AD的精準分型提供了遺傳標記，也為開發靶向神經元-膠質細胞代謝偶聯的治療策略奠定了理論基礎。

特別值得注意的是，該研究揭示了AD保護性機制與病理過程的微妙平衡——適度升高的ROS雖通常被視為有害因素，但在CLU介導的神經保護中卻通過調節谷氨酸穩態發揮積極作用。這種"生理性應激"概念的提出，為理解神經退行性疾病的發病機制提供了新視角。未來研究可進一步探索CLU不同亞型在亞細胞定位中的功能差異，以及APOE與CLU在脂質代謝中的協同作用，為AD的聯合干預提供科學依據。